WO2023068136A1 - 基板処理方法および基板処理装置 - Google Patents

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WO2023068136A1
WO2023068136A1 PCT/JP2022/038040 JP2022038040W WO2023068136A1 WO 2023068136 A1 WO2023068136 A1 WO 2023068136A1 JP 2022038040 W JP2022038040 W JP 2022038040W WO 2023068136 A1 WO2023068136 A1 WO 2023068136A1
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WO
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substrate
etching
liquid
processing
etching step
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PCT/JP2022/038040
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庸元 緒方
水根 李
洋 丸本
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東京エレクトロン株式会社
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    • 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System 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
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
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    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching

Definitions

  • the present disclosure relates to a substrate processing method and a substrate processing apparatus.
  • Patent Document 1 in a substrate processing apparatus that wet-etches a substrate by supplying an etchant to the central portion of a rotating substrate, the processing is performed while blowing a temperature-controlled gas onto the periphery of the substrate, which tends to get cold. A technique for improving the in-plane uniformity of the etching amount is described.
  • the present disclosure provides a technique for locally controlling the amount of etching when etching the surface of a substrate.
  • a nozzle is directed toward a target region locally set on the surface of the substrate in a state in which a puddle of the first processing liquid is formed over the entire surface of the substrate.
  • One of the first treatment liquid and the second treatment liquid is the etching liquid, and the other is an etching suppressing liquid that is mixed with the etching liquid to reduce the etching rate of the surface of the substrate by the etching liquid.
  • the etching amount when etching the surface of the substrate, the etching amount can be locally controlled.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a substrate processing system according to one embodiment of a substrate processing apparatus;
  • FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view showing the configuration of a processing unit of the substrate processing system of FIG. 1;
  • FIG. 3 is an operation diagram for explaining the etching method according to the first embodiment of the substrate processing method;
  • FIG. 10 is an operation diagram for explaining an etching method according to the second embodiment of the substrate processing method;
  • FIG. 11 is an operation diagram for explaining an etching method according to the third embodiment of the substrate processing method;
  • FIG. 11 is an operation diagram for explaining an etching method according to the fourth embodiment of the substrate processing method;
  • 4 is a graph for explaining the concept of setting processing conditions for the first etching step;
  • FIG. 10 is a graph showing experimental results of investigating the etching amount distribution in the first etching step;
  • FIG. 10 is an action diagram for explaining the first modified embodiment of the second etching step;
  • FIG. 11 is an operation diagram for explaining a second modified embodiment of the second etching process;
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a substrate processing system according to this embodiment.
  • the X-axis, Y-axis and Z-axis are defined to be orthogonal to each other, and the positive direction of the Z-axis is defined as the vertically upward direction.
  • the substrate processing system 1 includes a loading/unloading station 2 and a processing station 3 .
  • the loading/unloading station 2 and the processing station 3 are provided adjacently.
  • the loading/unloading station 2 includes a carrier placement section 11 and a transport section 12 .
  • the transport section 12 is provided adjacent to the carrier mounting section 11 and includes a substrate transport device 13 and a transfer section 14 therein.
  • the substrate transfer device 13 includes a substrate holding mechanism that holds the substrate W. As shown in FIG.
  • the substrate transfer device 13 can move in the horizontal direction and the vertical direction and can rotate about the vertical axis, and transfers the substrate W between the carrier C and the transfer section 14 using the substrate holding mechanism. conduct.
  • the processing station 3 is provided adjacent to the transport section 12 .
  • the processing station 3 comprises a transport section 15 and a plurality of processing units 16 .
  • a plurality of processing units 16 are arranged side by side on both sides of the transport section 15 .
  • the transport unit 15 includes a substrate transport device 17 inside.
  • the substrate transfer device 17 includes a substrate holding mechanism that holds the substrate W. As shown in FIG. Further, the substrate transport device 17 can move in the horizontal direction and the vertical direction and can rotate about the vertical axis, and transports the substrate W between the delivery section 14 and the processing unit 16 using the substrate holding mechanism. I do.
  • the processing unit 16 performs predetermined substrate processing on the substrate W transported by the substrate transport device 17 .
  • the substrate processing system 1 also includes a control device 4 .
  • Control device 4 is, for example, a computer, and includes control unit 18 and storage unit 19 .
  • the storage unit 19 stores programs for controlling various processes executed in the substrate processing system 1 .
  • the control unit 18 controls the operation of the substrate processing system 1 by reading and executing programs stored in the storage unit 19 .
  • the program may be recorded in a computer-readable storage medium and installed in the storage unit 19 of the control device 4 from the storage medium.
  • Examples of computer-readable storage media include hard disks (HD), flexible disks (FD), compact disks (CD), magnet optical disks (MO), and memory cards.
  • the substrate transfer device 13 of the loading/unloading station 2 takes out the substrate W from the carrier C placed on the carrier platform 11, and receives the taken out substrate W. It is placed on the transfer section 14 .
  • the substrate W placed on the transfer section 14 is taken out from the transfer section 14 by the substrate transfer device 17 of the processing station 3 and carried into the processing unit 16 .
  • the substrate W loaded into the processing unit 16 is processed by the processing unit 16, then unloaded from the processing unit 16 by the substrate transport device 17, and placed on the transfer section 14. Then, the processed substrate W placed on the transfer section 14 is returned to the carrier C on the carrier placement section 11 by the substrate transfer device 13 .
  • the processing unit 16 has a chamber 20 that defines a processing space.
  • a fan filter unit (FFU) 21 is provided on the ceiling of the chamber 20 . FFU 21 blows clean gas downward into chamber 20 .
  • a spin chuck (substrate holding and rotating mechanism) 30 is provided in the processing unit 16 .
  • the spin chuck 30 has a substrate holding portion (chuck portion) 31 that holds the substrate W in a horizontal posture, and a rotation driving portion 32 that rotates the substrate holding portion 31 and the substrate W held thereon around a vertical axis. ing.
  • the substrate holding unit 31 may be of a type called a mechanical chuck that mechanically holds the peripheral edge of the substrate W with a holding member such as a gripping claw, or may be a vacuum chuck that vacuum-sucks the central portion of the back surface of the substrate W. It may be of the type called
  • the rotary drive unit 32 can be configured by, for example, an electric motor.
  • the processing unit 16 is provided with a processing fluid supply section 40 for supplying various processing fluids necessary for processing the substrate W to the substrate W.
  • the processing fluid supply unit 40 has a plurality of nozzles 41 (only two are shown in FIG. 2) for discharging the processing fluid toward the substrate W.
  • the process fluids supplied to the substrate W in the process unit 16 include process liquids and process gases.
  • the treatment liquid include DHF (dilute hydrofluoric acid), DIW (pure water), and IPA (isopropyl alcohol).
  • N2 gas nitrogen gas is exemplified as the processing gas.
  • the processing fluid is not limited to the above, and may be selected from various known processing fluids used in single-wafer substrate processing units for wet etching in the technical field of semiconductor manufacturing, as required. It can be selected and used.
  • each nozzle 41 is supplied with a required processing fluid from a processing fluid supply source 42 through a supply line 43 interposed with a supply control unit 44 schematically indicated by an outline box in FIG. be.
  • the processing fluid supply source 42 is, for example, a tank that stores the processing fluid, or a factory power supply.
  • the supply control unit 44 is composed of an on-off valve, a flow meter, a flow control valve, and the like.
  • a plurality of types of processing fluids may be selectively ejected from one nozzle.
  • One of the plurality of nozzles 41 may be a two-fluid nozzle (two-fluid spray nozzle).
  • a two-fluid nozzle has therein a process liquid (e.g., DHF or DIW) are combined to generate and discharge a mixed fluid of mist-like processing liquid and processing gas.
  • a process liquid e.g., DHF or DIW
  • One of the multiple nozzles 41 may be a one-fluid spray nozzle.
  • a single-fluid spray nozzle ejects only the liquid in mist form.
  • a plurality of nozzles 41 are carried on one or more nozzle arms 45 (only one is shown in FIG. 2).
  • the nozzle arm 45 moves each nozzle 41 to an arbitrary position (radial position) between a position above the central portion of the substrate W held by the substrate holding portion 31 and a position above the peripheral portion of the substrate W. ).
  • the nozzle arm may be of a type that can pivot about a vertical axis, or of a type that can translate along a guide rail.
  • a liquid receiving cup 50 for collecting the processing liquid scattered from the rotating substrate W is provided around the substrate holder.
  • the processing liquid collected by the liquid receiving cup 50 is discharged to the outside of the processing unit 16 through a drain port 51 provided at the bottom of the liquid receiving cup 50 .
  • An exhaust port 52 is also provided at the bottom of the liquid receiving cup 50 , and the inside of the liquid receiving cup 50 is sucked through the exhaust port 52 .
  • DIW pure water
  • DHF dilute hydrofluoric acid
  • IPA isopropyl alcohol
  • DIW is used as a prewetting liquid, a puddle forming liquid, a rinsing liquid, and the like.
  • DHF is used as an etchant.
  • IPA is used as a drying liquid and/or as a puddle forming liquid.
  • Functional water can be used in place of DIW as the prewetting liquid, puddle forming liquid, and rinsing liquid.
  • Functional water means DIW in which a trace amount of solute (ammonia, carbon dioxide, etc. are exemplified) is dissolved to give it a special function (for example, electrical conductivity) that DIW does not have.
  • each nozzle 41 is also called “the name of the processing liquid that the nozzle is discharging or is about to discharge” + "nozzle”. That is, for example, a nozzle that ejects DIW is also called a DIW nozzle.
  • two or more types of processing liquids are often alternatively ejected from a single common nozzle 41.
  • one nozzle 41 may be called a "DIW nozzle” at one time and a "DHF nozzle” at another time.
  • two-fluid nozzles that function as both one-fluid nozzles and two-fluid nozzles. That is, for example, when only the processing liquid (eg, DHF) is supplied to the two-fluid nozzle without supplying the gas (eg, N gas), the two-fluid nozzle acts as a one-fluid nozzle, and the gas and the processing liquid are supplied to the two-fluid nozzle. When both are supplied, the two-fluid nozzle acts to eject a mixed fluid (two-fluid) of the mist of the processing liquid and the gas.
  • the processing liquid eg, DHF
  • N gas e.g, N gas
  • the nozzle is defined as the processing liquid it is ejecting or is about to eject at any given time. name "nozzle”.
  • one nozzle may be referred to as a "DHF single-fluid nozzle” at one time and a “DHF two-fluid nozzle” at another time.
  • DHF one-fluid nozzle may be simply called “DHF nozzle” by omitting "one fluid”.
  • ⁇ Pre-wet process> The substrate W is held in a horizontal position by the spin chuck 30 and rotated around the vertical axis at a first rotation speed (for example, a relatively high rotation speed of about 1000 rpm).
  • a first rotation speed for example, a relatively high rotation speed of about 1000 rpm.
  • DIW is supplied to the central portion of the surface of the substrate W from the DIW nozzle at a first flow rate (for example, a relatively large flow rate of about 1.5 L/min).
  • the DIW that has landed on the center of the surface of the substrate W spreads toward the periphery of the substrate W due to centrifugal force and flows, whereby the entire surface of the substrate W is covered with the DIW liquid film (FIG. 3A).
  • the “center of the substrate W” means the position of the center of rotation of the substrate W or a position in the vicinity of the center of rotation.
  • the “position in the vicinity of the rotation center of the substrate” means that when the processing liquid (here, DIW) lands from the nozzle (here, the DIW nozzle) at that position, it spreads with the force of the liquid immediately after it lands. It means a position close to the center of rotation of the substrate to the extent that the surface of the center of rotation of the substrate is covered with the processing liquid.
  • ⁇ Paddle forming process> After a first time (for example, about 10 seconds) has passed since the start of the pre-wetting process, the rotation speed of the substrate W is greatly reduced to a second rotation speed (for example, 10 rpm). As a result, the entire surface of the substrate W is covered with a relatively thick DIW liquid film (DIW paddle) (FIG. 3B).
  • DIW paddle DIW liquid film
  • etching step (local etching step)> After a second time (for example, about 5 seconds) has elapsed from the start of the puddle forming process, the DIW nozzle is stopped discharging DIW, and the substrate W continues to rotate at the second rotation speed. DHF is discharged onto the substrate W.
  • the DHF nozzle used here may be, for example, a two-fluid nozzle that ejects a mixed fluid of DHF mist and nitrogen gas.
  • the DHF two-fluid nozzle is supplied with DHF (etchant) at a flow rate of, for example, about 10 to 200 ml/min, and a pressure of about 10 to 100 Pa. Nitrogen gas (inert gas) is supplied at .
  • the DHF nozzle is positioned so that the DHF lands on a predetermined radial position of the substrate (this position can be represented by the distance R from the center of rotation of the substrate). Since the substrate W is rotating at the second rotational speed, the DHF ejected from the DHF nozzle lands on the DIW paddle so as to scan the substrate W (that is, the DIW paddle) along a circle of radius R (Fig. 3(C)).
  • the DHF that has landed on the DIW paddle diffuses around the landing point while denting the DIW paddle near the landing point and being diluted by the DIW that constitutes the paddle. Therefore, a ring-shaped region (target region) surrounded by a circle with a radius of R ⁇ R1 and a circle with a radius of R+ ⁇ R2 on the surface of the substrate W is locally etched by a small amount. Areas other than the target area are not or hardly etched. It should be noted that if the rotation speed of the substrate W is extremely low, for example, about 10 rpm, ⁇ R1 and ⁇ R2 may be considered to be substantially equal.
  • the DHF will land on the entire ring-shaped region by discharging DHF from the DHF nozzle for exactly 6 seconds.
  • the liquid landing point goes around the ring-shaped area.
  • the ring-shaped region is substantially uniformly etched by a very small amount (for example, about several angstroms).
  • the first DHF nozzle 41 is carried by the first nozzle arm 45
  • the second DHF nozzle 41 is carried by the second nozzle arm 45
  • the landing points of the DHF from the DHF nozzle may be positioned on the circumference of the radius R and may be positioned opposite to each other in the diametrical direction of the substrate W. FIG. By doing so, variations in etching amount in the circumferential direction can be reduced.
  • the etching amount is unavoidably reduced in the second etching step in which the processing conditions are set so as to enhance the in-plane uniformity of the etching amount as much as possible. Etch the areas that will be removed.
  • etching step (whole etching step)>
  • DHF one-piece DHF
  • the rotation speed of the substrate W is set to the third rotation speed (for example, 1000 rpm). Increase.
  • the DIW covering the surface of the substrate W (with some DHF mixed in the first etching step) is replaced with DHF.
  • a third time for example, about 30 seconds
  • the surface of the substrate W is etched (FIG. 3(D)).
  • the transition from the first etching process to the second etching process can be performed, for example, as follows.
  • the two-fluid DHF is discharged from a two-fluid nozzle that can be used as a one-fluid nozzle in the first etching step
  • the two-fluid nozzle is moved above the central portion of the surface of the substrate W after the first etching step. It is moved to stop the supply of nitrogen gas to the two-fluid nozzle and to increase the discharge flow rate of DHF.
  • Separate DHF nozzles may be used in the first etching process and the second etching process. That is, after the first etching process is completed, the DHF nozzle that has stopped discharging DHF is retracted from above the substrate, and DHF is supplied to the substrate from another DHF nozzle positioned above the central portion of the substrate to perform the second etching process. An etching step may be performed.
  • a drying process for drying the substrate W is performed.
  • various known drying methods can be used.
  • the substrate W may continue to be rotated from the end of the rinsing process, and the discharge of DIW from the DIW nozzle may be stopped to perform shake-off drying.
  • the DIW on the surface of the substrate W may be replaced with IPA to form an IPA puddle, followed by a supercritical drying process.
  • the drying process may be carried out in two stages, an IPA replacement stage followed by an N2 gas drying stage.
  • the substrate W is continuously rotated from the final stage of the rinsing process, and the discharge of DIW from the DIW nozzle is stopped. Replace with IPA.
  • the substrate W is dried by spreading the drying core by moving the N2 gas blowing position toward the peripheral edge of the substrate W while blowing the N2 gas from the N2 nozzle onto the substrate W.
  • the N2 gas may be discharged from the N2 nozzle while IPA is being discharged from the IPA nozzle. In this case, the IPA nozzle and the IPA nozzle and Move the N2 nozzle radially outward. In each embodiment described later, the same drying method can be appropriately selected and used.
  • the first etching step (local etching step) is performed even when the in-plane uniformity of the etching amount cannot be sufficiently obtained by the second etching step (overall etching step) alone.
  • the in-plane uniformity of the etching amount can be improved.
  • the etching amount at the same radial position in the second etching step that is, the etching amount in the ring-shaped region having a narrow radial width
  • the etching amount varies. appears along the radial direction. Therefore, by using the above-described first etching process together with the second etching process, it is possible to improve the in-plane uniformity of the etching amount.
  • the first etching step when there are two or more ring-shaped regions (regions with mutually different radii) with relatively small etching amounts compared to other regions, the first etching step is performed twice or more. You may In this case, after the first etching process is completed, the DIW rinse process, the paddle forming process, and the second first etching process can be sequentially performed. If there are multiple DHF nozzles carried on separate nozzle arms (DHF two-fluid nozzles), it is also possible to perform the first etching step simultaneously on two or more ring-shaped regions.
  • the non-uniformity of the film thickness is corrected. is also beneficial.
  • the purpose of performing the first etching step is not limited to improving the in-plane uniformity of the etching amount, but is to locally form a region with a large (small) etching amount on one substrate.
  • a second embodiment of the etching method will be described with reference to FIG.
  • the second embodiment differs from the first embodiment only in the first etching step (FIG. 4(B)), and the other steps, that is, the prewetting step in FIG. 4(A) and the second etching step in FIG. 2 etching process, the rinsing process in FIG. 4(D) and the drying process (not shown) are all the same.
  • the first etching step in the second embodiment the rotation of the substrate W is stopped and DHF is discharged from the DHF nozzle so that the DHF lands on the DIW paddle on the surface of the substrate W at the desired position.
  • a substantially circular area (target area) where DHF diffuses around the DHF immersion point is etched by a small amount.
  • This second embodiment can cope with the case where a region with a small amount of etching locally occurs at a specific circumferential position instead of in a ring shape in the second etching step (entire etching step).
  • the film thickness of the film to be etched is locally thickened due to the processing conditions of the previous step (for example, the film forming step), it is also useful for correcting the film thickness non-uniformity.
  • the first etching step may be performed twice or more.
  • the first etching process according to the first embodiment and the first etching process according to the second embodiment may be combined. Specifically, for example, after completing the first etching process according to the first embodiment, the rinsing process and the puddle forming process may be performed, and then the first etching process according to the second embodiment may be performed.
  • the first etching process is performed first and the second etching process is performed later, but the order can be reversed.
  • the procedure in this case will be briefly described. First, a pre-wet step with DIW is performed, then a second etching step is performed, then a rinse step with DIW is performed, then a puddle formation step is performed, then a first etching step is performed, and then a rinse step with DIW is performed. and finally a drying process.
  • Which of the first etching process and the second etching process is performed first can be arbitrarily selected in consideration of processing throughput and the like. However, when the surface of the substrate is changed from hydrophilic to hydrophobic by the second etching process, it is difficult to stably form the DIW puddle afterward, so the first etching process should be performed first. is preferred.
  • a third embodiment of the etching method will be described with reference to FIG.
  • the third embodiment uses IPA instead of DIW in the prewetting process (FIG. 5A) and the paddle forming process (FIG. 5B).
  • DHF is supplied to the IPA paddle in FIG. 5(C) (local etching step), and all other steps (rinsing step in FIG. 5(D) and drying step not shown) are the same.
  • DIW with high surface tension may not be able to form a puddle covering the entire surface of the substrate W, or may not be stable even if formed.
  • IPA with a low surface tension a paddle covering the entire surface of the substrate W can be formed.
  • the paddle may be formed from a mixture of IPA and DIW.
  • the surface tension of the mixture increases with increasing DIW content, but in some cases the low surface tension of pure IPA is not required for puddle formation. In such a case, by diluting IPA with DIW to such an extent that puddle formation is not a problem, the amount of expensive IPA used can be reduced, and the running cost of the apparatus can be reduced.
  • low surface tension liquids liquids with lower surface tension than DIW
  • IPA ionized water
  • the low surface tension liquid preferably has compatibility with the etchant and does not interfere with the reaction between the etchant and the surface of the substrate W.
  • a puddle can be stably formed even if the surface to be etched is hydrophobic. can be arbitrarily selected in consideration of the throughput of
  • a fourth embodiment of the etching method will be described with reference to FIG.
  • the fourth embodiment forms a paddle with an etchant (DHF) in the paddle formation step (FIG. 6B), and the first etching step (local etching step) in FIG. 6C. ) differs in that DIW is discharged from the nozzle onto the paddle of the etching solution, and the other processes (the pre-wetting process by DIW in FIG. 6A, the rinsing process in FIG. 6D and the drying process (not shown)) are all the same. is.
  • DIW etchant
  • a partial region (target region) of the surface of the substrate W is locally etched by discharging DHF from the DHF nozzle onto the DIW paddle. ing.
  • the first etching step of the fourth embodiment by discharging DIW from the DIW nozzle to the DHF paddle, DHF within a partial region (target region) of the surface of the substrate W is removed. Diluting with DIW, etching is locally suppressed only in the region.
  • the first etching step is performed by stopping the rotation of the substrate W so that the DIW lands on the desired position of the DIW paddle on the surface of the substrate W. It may be performed by ejecting DIW from a DIW nozzle. As a result, etching in a generally circular region centered on the liquid contact point is locally suppressed.
  • this fourth embodiment may possibly be used as a technique for locally promoting etching of the target region.
  • the first embodiment will be described as an example.
  • a pre-wet process, a second etching process (overall etching process), a rinsing process, and a drying process are sequentially performed to process the substrate (hereinafter referred to as "normal processing" for simplicity). call).
  • normal processing the puddle forming step and the first etching step (local etching step) are not performed.
  • the conditions of this normal treatment are determined based on conventional methods (trial and error in preliminary tests, etc.) so as to maximize the in-plane uniformity of the etching amount.
  • the etching amount distribution is measured for the substrate that has been subjected to the above normal processing.
  • measurement points are set at regular intervals (for example, intervals of about 5 mm) along the diameter of the substrate, and the etching amount at each measurement point is measured.
  • the measurement points may be set along the radius (that is, on a line connecting one point on the periphery from the center), or may be set along two straight lines extending in the diametrical direction perpendicular to each other, Alternatively, it may be set along four diametrically extending straight lines that are rotated by 45 degrees.
  • the etching amount distribution measured along the diameter of the substrate is greatly simplified and shown by a solid line.
  • the vertical axis of the graph is the etching amount (EA), and the horizontal axis is the diametrical position POS (unit: mm) of each measurement point with the position of the center of the substrate being ⁇ 0 mm.
  • the etching amount is reduced by several angstroms in a ring-shaped region at a distance of about 50 mm from the center of the substrate, and the target etching amount is generally achieved in other regions.
  • the etching amount is generally uniform.
  • the first etching is performed under the conditions such that the etching amount distribution indicated by the chain line in the graph of FIG. 7 is obtained. If the steps are performed, etching with high in-plane uniformity is achieved by the first and second etching steps.
  • the conditions for the first etching process can be determined through preliminary tests.
  • the parameters that determine the conditions of the first etching process include the etching time, the type of liquid forming the paddle, the thickness of the paddle, the rotation speed of the substrate, the discharge flow rate of the etching liquid from the nozzle (and the gas discharge flow rate in the case of two fluids), A discharge form of the etchant from the nozzle and the like are exemplified.
  • the conditions for the first etching step are arbitrary as long as the desired etching amount distribution is achieved, but they can preferably be determined based on the following considerations.
  • the rotation speed of the substrate is preferably low, specifically 100 rpm or less, more preferably 30 rpm or less. If the rotation speed of the substrate increases, the liquid (DIW) forming the paddle will flow, and the etchant (DHF) that has adhered to the paddle will not stay in place, and there is a risk that an unintended area will be etched.
  • the substrate rotation speed is 10 rpm. At such a low rotational speed, the flow of the liquid forming the paddle is negligible, so the etchant that has landed on the paddle consists essentially of the etchant (DHF) and the puddle liquid (DIW). spread in the paddle due to the interdiffusion of the liquid and the agitation effect upon landing. When the etchant is discharged in a two-fluid state, the stirring effect is enhanced (see also the test results described later).
  • the number of substrate rotations (this corresponds to the processing time if the rotation speed is determined) is also preferably as small as possible. If it is too large, the etchant may spread to a position distant from the immersion point, and unintended areas may be etched. In the above preferred example in which the rotation speed of the substrate is 10 rpm, the substrate is rotated once (that is, the time of the first etching step is 6 seconds).
  • the ejection form of the etching solution from the nozzle and the ejection flow rate of the etching solution from the nozzle are determined. (In the case of two fluids, the gas discharge flow rate is also determined).
  • the ejection form of the etchant is classified into a liquid column form and a spray (droplet) form.
  • the form of spraying is classified as one-fluid (simply spraying the etchant as droplets) or two-fluid (spraying as a mixture of droplets of the etchant and an inert gas). If the etchant is dispensed in droplet form, the spray angle is also taken into account.
  • the etchant may be discharged in either two-fluid or single-fluid form.
  • the radial width of the local etching is wider and the uniformity of the etching amount in the plane and between the planes is higher than in the case of the one-fluid. The result is obtained (details will be described later). For this reason, it is preferable to dispense the etchant in a two-fluid form, unless it is desired to etch a particularly narrow radial area.
  • an etchant e.g., DHF
  • the spray angle of the two-fluid nozzle, the flow rate of the etchant, the flow rate of the gas, etc. are tested as parameters, and the width of the appropriate etching area is stabilized. It suffices to find a discharge condition for the etchant obtained by the above method. In general, it is preferable (but not limited to) that the two fluids discharged from the two fluid nozzle collide with the paddle with such force that the surface of the paddle is slightly recessed.
  • the processing conditions of the first etching step that can etch a desired radial region with a desired etching amount can be determined by those who have read this specification. It is clear that a trader can easily find it.
  • the test results are shown in the graph in Fig. 8.
  • the upper part of the graph shows the results when two fluids are ejected, and the upper part shows the results when one fluid is ejected.
  • the horizontal axis of the graph indicates the distance (unit: mm) from the center of the substrate to each measurement point, and the measurement points on the right side of the center of the substrate are indicated by positive values, and the measurement points on the left side are indicated by negative values. .
  • the vertical axis of the graph is the etching amount (unit: ⁇ ).
  • the two-fluid processing has a wider radial width of the etched region and a higher stability of the etching amount between substrates.
  • the two-fluid treatment is preferable if the stability of the treatment is emphasized.
  • this does not deny the use of one-fluid processing.
  • a one-fluid process may be used if a narrower localized etch is desired.
  • two nozzles are arranged at diametrically opposed positions equidistant from the center of the substrate, and the etching solution is started to be discharged from these two nozzles at the same time, and the substrate is rotated, for example, by one rotation. is considered to be mitigated.
  • the first etching process (local etching process) and the second etching process (overall etching process) are performed as a series of processes, but the present invention is not limited to this.
  • a pre-wetting process, a paddle forming process, a first etching process, and a rinsing process are performed on a substrate (for example, a dried substrate) that has been subjected to a conventional etching process (a process that includes a second etching process but does not include a first etching process). and a remedial etching process including a drying step may be performed.
  • a conventionally etched substrate is carried into an inspection unit, where the in-plane distribution of the etching amount is investigated using a known non-destructive inspection method such as spectroscopic ellipsometry. If the in-plane distribution of the etching amount does not meet the criteria, the substrate is subjected to a corrective etching process.
  • the control device 4 that has received the inspection results may refer to the database and automatically determine the conditions for the correction etching process.
  • corrective etching may be performed under predetermined etching conditions in the second substrate processing apparatus for all substrates that have been subjected to the conventional etching process in the first substrate processing apparatus. Further, if it is known that the etching amount distribution obtained by the conventional etching process in the first substrate processing apparatus is stable and within a predetermined range, the substrate should be treated before corrective etching in the second substrate processing apparatus. It is not necessary to inspect the etching amount distribution.
  • FIG. 9 Modified Embodiment of Second Etching Process
  • the DHF nozzle 41 discharging DHF is reciprocated between above the central portion of the substrate W and above the peripheral portion thereof. (also called “scan”). Also, the low-humidity gas is discharged from the central discharge portion 21C of the FFU 21, and the low-humidity gas is selectively sprayed onto the central portion of the substrate W.
  • the low-humidity gas may be a gas with a humidity sufficiently lower than that of the air in the clean room, but preferably a gas with a humidity of 1% or less, such as dry air or nitrogen gas. Clean air (air having the same humidity as the air in the clean room) may be discharged from the periphery discharge portion 21P of the FFU 21 .
  • An FFU configured to be able to supply different gases (for example, clean air, dry gas) to the central portion and peripheral portion is known in the art, and a detailed description of the structure will be omitted.
  • gases for example, clean air, dry gas
  • the low-humidity gas is selectively blown onto the center of the substrate W by placing a movable gas nozzle above the center of the substrate W and discharging the low-humidity gas therefrom toward the center of the substrate W. can be done by
  • the evaporation of water in the DHF liquid film is promoted at the central portion of the substrate W, thereby increasing the concentration of DHF.
  • the DHF landing point is separated from the central portion of the substrate W.
  • the DHF liquid film existing at the center of the substrate W becomes thinner (compared to when the DHF liquid landing point is fixed at the center of the substrate W). Therefore, when the same amount of water evaporates, the degree of increase in DHF concentration is greater.
  • the etch rate at the central portion of the substrate W is higher than that at the peripheral portion. This phenomenon can be used to adjust the etching amount distribution in the substrate surface.
  • the DHF nozzle 41 is fixed above the central portion of the substrate W as shown in FIG. 10 when performing the second etching step. Also, the low-humidity gas is discharged toward the peripheral edge of the substrate W from the peripheral edge ejection part 21P of the FFU 21, and the low-humidity gas is selectively sprayed onto the peripheral edge of the substrate W.
  • Clean air air having the same humidity as the air in the clean room is discharged from the central discharge portion 21C of the FFU 21 .
  • the low humidity gas is selectively blown to the peripheral edge of the substrate W by placing a movable gas nozzle above the peripheral edge of the substrate W and discharging the low humidity gas therefrom toward the peripheral edge of the substrate W. can be done by
  • the etch rate may decrease due to the evaporation of water in the chemical.
  • the etch rate at the central portion (or peripheral portion) of the substrate W can be made lower than that at the peripheral portion (or central portion).
  • the substrates to be processed are not limited to semiconductor wafers, and may be other types of substrates used in the manufacture of semiconductor devices such as glass substrates and ceramic substrates.

Abstract

基板処理方法は、基板の表面の全体に第１処理液のパドルが形成された状態で、基板の表面に局所的に設定されたターゲット領域に向けてノズルから第２処理液を局所的に吐出することにより、ターゲット領域のエッチレートがその他の領域のエッチレートと異なるようにエッチングを行う第１エッチング工程と、基板を回転させながら基板の表面の全体がエッチング液の液膜により覆われるようにエッチング液を供給することにより、基板の表面の全体を同時にエッチングする第２エッチング工程と、を備え、第１エッチング工程で用いられる第１処理液および第２処理液のうちの一方がエッチング液であり、他方がエッチング液と混合されることによりエッチング液による基板の表面のエッチレートを低下させるエッチング抑制液である。

Description

基板処理方法および基板処理装置
  本開示は、基板処理方法および基板処理装置に関する。
　半導体装置の製造においては、半導体ウエハ等の基板の表面に形成された膜を薬液により除去するウエットエッチング処理が行われる。近年では、エッチング量の面内均一性をより高めることが求められている。特許文献１には、回転する基板の中心部にエッチング液を供給して基板のウエットエッチングを行う基板処理装置において、冷えやすい基板の周縁部に温調ガスを吹きつけながら処理を行うことにより、エッチング量の面内均一性を高める技術が記載されている。
特開２００１－０８５３８３号公報
　本開示は、基板の表面をエッチングするにあたって、局所的にエッチング量を制御する技術を提供する。
 本開示の一実施形態に係る基板処理方法は、基板の表面の全体に第１処理液のパドルが形成された状態で、前記基板の前記表面に局所的に設定されたターゲット領域に向けてノズルから第２処理液を局所的に吐出することにより、前記ターゲット領域のエッチレートがその他の領域のエッチレートと異なるようにエッチングを行う第１エッチング工程と、前記基板を回転させながら前記基板の表面の全体がエッチング液の液膜により覆われるように前記エッチング液を供給することにより、前記基板の表面の全体を同時にエッチングする第２エッチング工程と、を備え、前記第１エッチング工程で用いられる前記第１処理液および前記第２処理液のうちの一方が前記エッチング液であり、他方が前記エッチング液と混合されることにより前記エッチング液による前記基板の表面のエッチレートを低下させるエッチング抑制液である。
  本開示の上記実施形態によれば、基板の表面をエッチングするにあたって、局所的にエッチング量を制御することができる。
基板処理装置の一実施形態に係る基板処理システムの概略横断面図である。 図１の基板処理システムの処理ユニットの構成を示す概略縦断面図である。 基板処理方法の第１実施形態に係るエッチング方法について説明する作用図である。 基板処理方法の第２実施形態に係るエッチング方法について説明するための作用図である。 基板処理方法の第３実施形態に係るエッチング方法について説明するための作用図である。 基板処理方法の第４実施形態に係るエッチング方法について説明するための作用図である。 第１エッチング工程の処理条件の設定の考え方について説明するグラフである。 第１エッチング工程におけるエッチング量分布を調べた実験結果を示すグラフである。 第２エッチング工程の第１変形実施形態を説明するための作用図である。 第２エッチング工程の第２変形実施形態を説明するための作用図である。
  基板処理装置の一実施形態を、添付図面を参照して説明する。
　図１は、本実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。
　図１に示すように、基板処理システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２と処理ステーション３とは隣接して設けられる。
　搬入出ステーション２は、キャリア載置部１１と、搬送部１２とを備える。キャリア載置部１１には、複数枚の基板、本実施形態では半導体ウエハ等の基板Ｗを水平状態で収容する複数のキャリアＣが載置される。
　搬送部１２は、キャリア載置部１１に隣接して設けられ、内部に基板搬送装置１３と、受渡部１４とを備える。基板搬送装置１３は、基板Ｗを保持する基板保持機構を備える。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、基板保持機構を用いてキャリアＣと受渡部１４との間で基板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、基板Ｗを保持する基板保持機構を備える。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、基板保持機構を用いて受渡部１４と処理ユニット１６との間で基板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基板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から基板Ｗを取り出し、取り出した基板Ｗを受渡部１４に載置する。受渡部１４に載置された基板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へ搬入された基板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基板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。
　次に、処理ユニット１６の構成について図２を参照して説明する。
　処理ユニット１６は、処理空間を画定するチャンバ２０を有している。チャンバ２０の天井部にはファンフィルタユニット（ＦＦＵ）２１が設けられている。ＦＦＵ２１は清浄ガスをチャンバ２０内に下向きに吹き出す。
　処理ユニット１６には、スピンチャック（基板保持回転機構）３０が設けられている。スピンチャック３０は、基板Ｗを水平姿勢で保持する基板保持部（チャック部）３１と、基板保持部３１およびこれに保持された基板Ｗを鉛直軸線周りに回転させる回転駆動部３２とを有している。
　基板保持部３１は、基板Ｗの周縁部を把持爪等の保持部材により機械的に保持するメカニカルチャックと呼ばれるタイプのものであってもよく、基板Ｗの裏面中央部を真空吸着するバキュームチャックと呼ばれるタイプのものであってもよい。回転駆動部３２は、例えば電気モータにより構成することができる。
　処理ユニット１６には、基板Ｗの処理に必要な様々な処理流体を基板Ｗに供給するための処理流体供給部４０が設けられている。
　処理流体供給部４０は、処理流体を基板Ｗに向けて吐出する複数のノズル４１（図２では２つだけが示されている）を有している。一実施形態において、処理ユニット１６において基板Ｗに供給される処理流体には、処理液と処理ガスがある。処理液としてＤＨＦ（希フッ酸）、ＤＩＷ（純水）、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）が例示される。処理ガスとして、Ｎ２ガス（窒素ガス）が例示される。処理流体は上記のものに限定されるものではなく、半導体製造の技術分野においてウエットエッチング用の枚葉式基板処理ユニットで用いられている公知の様々な処理流体から必要に応じて任意のものを選択して用いることができる。
　一実施形態において、異なる処理流体は、それぞれ異なるノズル４１から吐出される。この場合、各ノズル４１に、処理流体供給源４２から、図２において白抜きボックスにより概略的に示された供給制御部４４が介設された供給ライン４３を介して所要の処理流体が供給される。処理流体供給源４２は、例えば、処理流体を貯留するタンク、あるいは工場用力等からなる。供給制御部４４は、開閉弁、流量計、流量制御弁等から構成される。他の実施形態において、１つのノズルから複数種類の処理流体（例えばＤＨＦおよびＤＩＷ）が択一的に吐出されるようにしてもよい。
　複数のノズル４１のうちの１つが二流体ノズル（二流体スプレーノズル）であってもよい。当該技術分野において周知のように、二流体ノズルは、その内部で、処理ガス供給源から供給された処理ガス（例えば窒素ガス）の流れに処理液供給源から供給された処理液（例えばＤＨＦまたはＤＩＷ）を合流させることにより、ミスト状の処理液と処理ガスとの混合流体を生成して吐出するように構成されている。
　複数のノズル４１のうちの１つが一流体スプレーノズルであってもよい。一流体スプレーノズルは、ミスト状に液のみを吐出する。
　複数のノズル４１は、１つまたは複数のノズルアーム４５（図２には１つだけが示されている）に担持されている。ノズルアーム４５は、各ノズル４１を、基板保持部３１により保持された基板Ｗの中心部の上方の位置と、当該基板Ｗの周縁部の上方の位置との間の任意の位置（半径方向位置）に位置させることができるように構成されている。ノズルアームは、鉛直軸線回りに旋回可能なタイプであってもよく、あるいは、ガイドレールに沿って並進移動可能なタイプであってもよい。
　基板保持部の周囲には、回転する基板Ｗから飛散する処理液を捕集する液受けカップ５０が設けられている。液受けカップ５０により捕集された処理液は、液受けカップ５０の底部に設けられた排液口５１から処理ユニット１６の外部に排出される。液受けカップ５０の底部には排気口５２も設けられており、排気口５２を介して液受けカップ５０の内部が吸引されている。
　以下に、エッチング方法のいくつかの実施形態について説明する。なお、以下の実施形態では、処理液として、ＤＩＷ（純水）、ＤＨＦ（希フッ酸）、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等がノズルから吐出される。ＤＩＷは、プリウエット液、パドル形成液、リンス液などとして用いられる。ＤＨＦはエッチング液として用いられる。ＩＰＡは乾燥用液体として、および／またはパドル形成液として用いられる。
　エッチング液として、ＤＨＦの代わりに、例えばＳＣ１，ＳＰＭ（硫酸過水）を用いることができる（但し、これらに限定されるものではない。）。プリウエット液、パドル形成液、リンス液としてのＤＩＷの代わりに、機能水を用いることができる。機能水とは、ＤＩＷに微量の溶質（アンモニア、二酸化炭素等が例示される）を溶け込ませ、ＤＩＷが有しない特別な機能（例えば導電性）を与えたものを意味する。
　以下の説明においては、各ノズル４１を、「そのノズルが吐出しているか吐出しようとしている処理液の名称」＋「ノズル」とも呼ぶこととする。つまり、例えば、ＤＩＷを吐出するノズルはＤＩＷノズルとも呼ばれる。
　具体的な装置の運用において、２種類以上の処理液（例えばＤＩＷおよびＤＨＦ）が共通の１つのノズル４１から択一的に吐出される場合もしばしばあるが、そのようなノズルは、「その時々で吐出しているか吐出しようとしている処理液の名称」＋「ノズル」と呼ぶこととする。つまり、例えば、ある１つのノズル４１が、ある時は「ＤＩＷノズル」と呼ばれ、別のある時には「ＤＨＦノズル」と呼ばれることもある。
　また、一流体ノズルとしても二流体ノズルとしても機能する二流体ノズルもある。つまり、例えば、二流体ノズルにガス（例えばＮ２ガス）を供給しないで処理液（例えばＤＨＦ）のみが供給されたときには当該二流体ノズルは一流体ノズルとして作用し、二流体ノズルにガスおよび処理液の両方が供給されたときには当該二流体ノズルは、処理液のミストとガスとの混合流体（二流体）を吐出するように作用する。一流体吐出専用のノズル、二流体吐出専用のノズル、一流体吐出／二流体吐出共用のノズルのいずれであるかに関わらず、ノズルは、「その時々で吐出しているか吐出しようとしている処理液の名称」＋「ノズル」と呼ぶこととする。つまり、例えば、ある１つのノズルが、ある時は「ＤＨＦ一流体ノズル」と呼ばれ、別つのある時には「ＤＨＦ二流体ノズル」と呼ばれることもある。「ＤＨＦ一流体ノズル」は、「一流体」を省略し単に「ＤＨＦノズル」と呼ぶこともある。
　［エッチング方法の第１実施形態］
　図３を参照してエッチング方法の第１実施形態について説明する。なお、ノズルには全て参照符号４１が付けられているが、このことは、全てが同じノズルであるということを意味しているわけではない。
　＜プリウエット工程＞
　基板Ｗを、スピンチャック３０により水平姿勢で保持し、鉛直軸線回りに第１回転速度（例えば１０００ｒｐｍ程度の比較的高回転速度）で回転させる。この状態で、ＤＩＷノズルから第１流量（例えば１．５Ｌ／min程度の比較的大流量）で基板Ｗの表面の中心部にＤＩＷを供給する。基板Ｗの表面中心部に着液したＤＩＷは遠心力により基板Ｗの周縁に向けて広がりながら流れ、これにより、基板Ｗの表面の全体がＤＩＷの液膜により覆われる（図３（Ａ））。
　なお、「基板Ｗの中心部」とは、基板Ｗの回転中心の位置または回転中心の近傍の位置を意味する。ここで「基板の回転中心の近傍の位置」とは、当該位置にノズル（ここではＤＩＷノズル）から処理液（ここではＤＩＷ）が着液したときに、着液直後に着液の勢いで広がる処理液により基板の回転中心の表面が覆われる程度に、基板の回転中心に近い位置を意味している。
　＜パドル形成工程＞
　プリウエット工程開始から第１時間（例えば１０秒程度）が経過したら、ＤＩＷノズルから引き続き第１流量でＤＩＷを吐出し続けた状態で、基板Ｗの回転速度を大幅に減じ第２回転速度（例えば１０ｒｐｍ程度の極低回転速度）とする。これにより、比較的厚いＤＩＷの液膜（ＤＩＷパドル）により基板Ｗの表面全体が覆われた状態となる（図３（Ｂ））。
　＜第１エッチング工程（局所エッチング工程）＞
　パドル形成工程開始から第２時間（例えば５秒程度）が経過したら、ＤＩＷノズルからのＤＩＷの吐出を停止し、引き続き上記第２回転速度での基板Ｗの回転を継続した状態で、ＤＨＦノズルからＤＨＦを基板Ｗに吐出する。ここで用いるＤＨＦノズルは、例えば、ＤＨＦのミストと窒素ガスとの混合流体を吐出する二流体ノズルであってもよい。
　第１エッチング工程で用いるＤＨＦノズルが二流体ノズルである場合、当該ＤＨＦ二流体ノズルには、例えば、１０～２００ml／min程度の流量でＤＨＦ（エッチング液）が供給され、１０～１００Ｐａ程度の圧力で窒素ガス（不活性ガス）が供給される。
　このとき、ＤＨＦノズルは、基板の所定の半径方向位置（この位置は、基板の回転中心からの距離Ｒで表すことができる）にＤＨＦが着液するような位置に位置させる。基板Ｗは第２回転速度で回転しているため、ＤＨＦノズルから吐出されたＤＨＦは、半径Ｒの円に沿って基板Ｗ（すなわちＤＩＷパドル）をスキャンするようにＤＩＷパドルに着液する（図３（Ｃ））。
　ＤＩＷパドルに着液したＤＨＦは、着液点付近のＤＩＷパドルを凹ませながら、かつ、パドルを構成するＤＩＷにより希釈されながら、着液点周囲に拡散する。このため、基板Ｗの表面の、半径Ｒ－ΔＲ１の円および半径Ｒ＋ΔＲ２の円で囲まれたリング状の領域（ターゲット領域）が局所的に少量エッチングされる。ターゲット領域以外の領域は全くまたは殆どエッチングされない。なお、基板Ｗの回転速度が例えば１０ｒｐｍ程度の極低速である場合はΔＲ１とΔＲ２とは概ね等しいと考えて構わない。
　上述したように基板Ｗが回転速度１０ｒｐｍで回転しているとすると、ＤＨＦノズルから丁度６秒間ＤＨＦを吐出することにより、前述したリング状の領域の全体にＤＨＦが着液する。言い換えれば、着液点がリング状の領域を一周する。これにより、リング状の領域が概ね均等に微少量（例えば数Å程度）エッチングされる。
　なお、厳密には、最初にＤＨＦが着液した位置の近傍が最も多くエッチングされ、後からＤＨＦが着液した位置の近傍のエッチング量は相違的に小さくなる。しかしながら、この程度のエッチング量のばらつきは実用上問題になることはない（詳細後述）。
　第１のＤＨＦノズル４１を第１のノズルアーム４５に担持させ、第２のＤＨＦノズル４１を第２のノズルアーム４５に担持させ、第１のＤＨＦノズルからのＤＨＦの着液点と第２のＤＨＦノズルからのＤＨＦの着液点とがともに半径Ｒの円周上に位置しかつ基板Ｗの直径方向に対向する位置にあるようにしてもよい。このようにすることにより、円周方向に関するエッチング量のばらつきを小さくすることができる。
　後に詳述するが、この第１実施形態においては、第１エッチング工程では、可能な限りエッチング量の面内均一性を高めるように処理条件を設定した第２エッチング工程においてやむなくエッチング量が小さくなってしまう領域をエッチングする。
　＜第２エッチング工程（全体エッチング工程）＞
　第１エッチング工程（局所エッチング工程）の終了後、ＤＨＦノズルから基板Ｗの中央部にＤＨＦ（一流体のＤＨＦ）を吐出するとともに、基板Ｗの回転速度を第３の回転速度（例えば１０００ｒｐｍ）に増大させる。これにより、基板Ｗの表面の覆うＤＩＷ（第１エッチング工程で多少ＤＨＦが混合されている）が、ＤＨＦに置換される。この状態を第３の時間（例えば３０秒程度）継続することにより、基板Ｗの表面がエッチングされる（図３（Ｄ））。
　第１エッチング工程から第２エッチング工程の移行は、例えば以下のようにすることができる。第１エッチング工程で一流体ノズルとして使用可能な二流体ノズルから二流体ＤＨＦを吐出している場合には、第１エッチング工程の終了後、二流体ノズルを基板Ｗの表面の中央部の上方に移動させて二流体ノズルへの窒素ガスの供給を停止するとともに、ＤＨＦの吐出流量を増大させる。
　第１エッチング工程と第２エッチング工程とで別のＤＨＦノズルを用いてもよい。つまり、第１エッチング工程の終了後、ＤＨＦの吐出を停止したＤＨＦノズルを基板の上方から退避させ、基板の中心部の上方に位置させた別のＤＨＦノズルから基板にＤＨＦを供給して第２エッチング工程を実施してもよい。
　＜リンス工程＞
　第２エッチング工程（全体エッチング工程）を所定時間実行したら、ＤＨＦノズルからのＤＨＦの吐出を停止し、ＤＩＷノズルから基板Ｗの表面の中央部にＤＩＷを吐出する。また、好ましくはさらに基板Ｗの回転速度を、第４の回転速度（例えば１５００ｒｐｍ）まで増大させる。これにより基板Ｗの表面にあるＤＨＦ、およびエッチングによる副生成物などがＤＩＷにより洗い流される（図３（Ｅ））。
　＜乾燥工程＞
　次に、基板Ｗを乾燥させる乾燥工程を行う。この乾燥工程では、公知の様々な乾燥方法を用いることができる。例えば、第１の方法として、リンス工程の終期から基板Ｗを引き続き回転させながらＤＩＷノズルからのＤＩＷの吐出を停止させて、振り切り乾燥を行ってもよい。第２の方法として、基板Ｗの表面にあるＤＩＷをＩＰＡで置換してＩＰＡパドルを形成し、その後超臨界乾燥処理を行ってもよい。第３の方法として、ＩＰＡ置換段階およびその後のＮ２ガス乾燥段階の二段階により乾燥工程を実施してもよい。ＩＰＡ置換段階においては、リンス工程の終期から基板Ｗを引き続き回転させながらＤＩＷノズルからのＤＩＷの吐出を停止するとともにＩＰＡノズルからＩＰＡを基板Ｗの表面に吐出して基板Ｗの表面にあるＤＩＷをＩＰＡで置換する。Ｎ２ガス乾燥段階では、Ｎ２ノズルからＮ２ガスを基板Ｗに吹きつけながらＮ２ガスの吹きつけ位置を基板Ｗの周縁に向けて移動させることにより乾燥コアを広げて、基板Ｗを乾燥させる。Ｎ２ガス乾燥段階において、ＩＰＡノズルからＩＰＡを吐出しながらＮ２ノズルからＮ２ガスを吐出してもよい。この場合、ＩＰＡの基板Ｗへの着液点の半径方向位置がＮ２ガスの基板Ｗへの衝突点の半径方向位置よりも常時半径外側に位置しているという関係を維持しつつ、ＩＰＡノズルおよびＮ２ノズルを半径方向外側に移動させる。後述の各実施形態においても、同様の乾燥方法を適宜選択して用いることができる。
　上述したエッチング方法の第１実施形態によれば、第２エッチング工程（全体エッチング工程）だけではエッチング量の面内均一性が十分に得られない場合でも、第１エッチング工程（局所エッチング工程）を実施することによりエッチング量の面内均一性を高めることができる。なお、多くの場合、第２エッチング工程における同一半径方向位置のエッチング量（すなわち、狭い半径方向幅を有するリング状領域内のエッチング量）は円周方向全域にわたって概ね同じであり、エッチング量のばらつきは半径方向に沿って現れる。このため、上述した第１エッチング工程を第２エッチング工程と併用することによりエッチング量の面内均一性を高めることが可能となる。
　第２エッチング工程において、他の領域と比較してエッチング量が相対的に小さい２つ以上のリング状の領域（半径が互いに異なる領域）がある場合には、第１エッチング工程を２回以上実施してもよい。この場合、１回目の第１エッチング工程の終了後、ＤＩＷリンス工程、パドル形成工程、２回目の第１エッチング工程を順次実行することができる。別々のノズルアームに担持された複数のＤＨＦノズル（ＤＨＦ二流体ノズル）があるならば、２つ以上のリング状の領域に対して第１エッチング工程を同時に行うことも可能である。
　上記第１実施形態は、前工程（例えば成膜工程）の処理条件等に起因してエッチング対象膜の膜厚が局所的に厚くなっている場合に、この膜厚不均一を修正するためにも有益である。
　第１エッチング工程を実施する目的は、エッチング量の面内均一性を高めることに限定されるものではなく、１枚の基板に局所的にエッチング量の大きい（小さい）領域を形成することであってもよい。
　［エッチング方法の第２実施形態］
　図４を参照してエッチング方法の第２実施形態について説明する。第２実施形態は、第１実施形態に対して第１エッチング工程（図４（Ｂ））のみが異なり、他の工程、すなわち図４（Ａ）のプリウエット工程、図４（Ｃ）の第２エッチング工程、図４（Ｄ）のリンス工程および図示しない乾燥工程は全て同じである。第２実施形態における第１エッチング工程は、基板Ｗの回転を停止させ、ＤＨＦが基板Ｗの表面上にあるＤＩＷパドルの所望の位置に着液するようにＤＨＦノズルからＤＨＦを吐出させる。これによりＤＨＦの着液点を中心としてＤＨＦが拡散する概ね円形の領域（ターゲット領域）が少量エッチングされる。
　この第２実施形態は、第２エッチング工程（全体エッチング工程）においてリング状にではなく特定の周方向位置に局所的にエッチング量の少ない領域が生じる場合に対応することが可能である。また、前工程（例えば成膜工程）の処理条件等に起因してエッチング対象膜の膜厚が局所的に厚くなっている場合に、この膜厚不均一を修正するためにも有益である。
　第２実施形態においても、第１エッチング工程を２回以上実施してもよい。
　第１実施形態に係る第１エッチング工程と第２実施形態に係る第１エッチング工程とを組み合わせてもよい。具体的には例えば、第１実施形態に係る第１エッチング工程の終了後、リンス工程、パドル形成工程を実施し、その後、第２実施形態に係る第１エッチング工程を実施してもよい。
　上記第１および第２実施形態においては、先に第１エッチング工程を実施し、後から第２エッチング工程を実施したが、順序を逆にすることも可能である。この場合の手順を簡単に説明する。まず最初に、ＤＩＷによるプリウエット工程を行い、次いで、第２エッチング工程を行い、次いでＤＩＷによるリンス工程を行い、次いでパドル形成工程を行い、次いで第１エッチング工程を行い、次いでＤＩＷによるリンス工程を行い、最後に乾燥工程を行う。第１エッチング工程および第２エッチング工程のどちらを先に実施するかについては、処理のスループット等を考慮して任意に選択することが可能である。但し、第２エッチング工程により基板の表面が親水性から疎水性に変化する場合には、その後にＤＩＷのパドルを安定して形成することが難しくなるため、第１エッチング工程を先に実施する方が好ましい。
　［エッチング方法の第３実施形態］
　図５を参照してエッチング方法の第３実施形態について説明する。第３実施形態は、第１実施形態に対して、プリウエット工程（図５（Ａ））およびパドル形成工程（図５（Ｂ））でＤＩＷに代えてＩＰＡが用いられ、第１エッチング工程（図５（Ｃ））（局所エッチング工程）でＩＰＡパドルに対してＤＨＦが供給されることが異なり、他の工程（図５（Ｄ）のリンス工程および図示しない乾燥工程）は全て同じである。
　基板Ｗの表面が疎水性である（接触角が大きい）場合、表面張力の高いＤＩＷでは基板Ｗの表面の全域を覆うパドルが形成できないか、形成できても安定しない場合がある。この場合、表面張力の低いＩＰＡを用いることにより、基板Ｗの表面の全域を覆うパドルを形成することができる。
　パドルをＩＰＡとＤＩＷとの混合液により形成してもよい。混合液の表面張力はＤＩＷの含有量が大きくなるほど大きくなるが、パドル形成のために純ＩＰＡほどの低表面張力が必要とされない場合もある。このような場合には、パドル形成に問題とならない程度にＩＰＡをＤＩＷで希釈することにより、高価なＩＰＡの使用量を削減して、装置のランニングコストを低減することができる。
　ＩＰＡに代えて他の適当な低表面張力液体（ＤＩＷより表面張力が低い液体）を用いることもできる。但し、低表面張力液体は、エッチング液との相溶性を有し、かつ、エッチング液と基板Ｗの表面との反応を阻害しないようなものであることが好ましい。
　第３実施形態においては、エッチング対象面が疎水性であっても安定してパドルを形成することができるため、第１エッチング工程および第２エッチング工程のどちらを先に実行するかについては、処理のスループット等を考慮して任意に選択することが可能である。
　［エッチング方法の第４実施形態］
　図６を参照してエッチング方法の第４実施形態について説明する。第４実施形態は、第１実施形態に対して、パドル形成工程（図６（Ｂ））においてエッチング液（ＤＨＦ）でパドルを形成し、図６（Ｃ）の第１エッチング工程（局所エッチング工程）でエッチング液のパドルにノズルからＤＩＷを吐出することが異なり、他の工程（図６（Ａ）のＤＩＷによるプリウエット工程、図６（Ｄ）のリンス工程および図示しない乾燥工程）は全て同じである。
　先に説明した第１実施形態の第１エッチング工程では、ＤＩＷパドルに対してＤＨＦノズルからＤＨＦを吐出することにより、基板Ｗの表面の一部の領域（ターゲット領域）のみを局所的にエッチングしている。これに対して、この第４実施形態の第１エッチング工程では、ＤＨＦパドルに対してＤＩＷノズルからＤＩＷを吐出することにより、基板Ｗの表面の一部の領域（ターゲット領域）内にあるＤＨＦをＤＩＷにより希釈し、当該領域のみでエッチングを局所的に抑制していることになる。
　なお、前述したエッチング方法の第２実施形態と同様に、第１エッチング工程を、基板Ｗの回転を停止させ、ＤＩＷが基板Ｗの表面上にあるＤＩＷパドルの所望の位置に着液するようにＤＩＷノズルからＤＩＷを吐出させることにより行ってもよい。これにより着液点を中心とする概ね円形の領域内のエッチングが局所的に抑制される。
　なお、ＤＨＦノズルから供給されるＤＨＦの濃度次第では、ＤＩＷによる希釈によりエッチレートが増大する場合もある（電離状態の変化による）。このため、この第４実施形態はターゲット領域のエッチングを局所的に促進する手法として用いることができる場合もあり得る。
　［第１エッチング工程（局所エッチング工程）の条件決定］
　第１～第４実施形態における第１エッチング工程（局所エッチング工程）の条件の決定について以下に説明する。
　第１実施形態を例にとって説明する。まず、第１実施形態と同じ条件で、プリウエット工程、第２エッチング工程（全体エッチング工程）、リンス工程、乾燥工程を順次実施することにより基板の処理（以下、簡便のため「通常処理」と呼ぶ。）を実施する。通常処理では、パドル形成工程および第１エッチング工程（局所エッチング工程）は行わない。この通常処理（特に第２エッチング工程）の条件は、従前の方法（予備試験による試行錯誤等）に基づいて、エッチング量の面内均一性がなるべく高くなるように決定される。
　上記の通常処理が施された基板に対して、公知の非破壊検査方法（例えば分光エリプソメトリー）を用いて、エッチング量の分布を測定する。具体的には例えば、基板の直径に沿って例えば等間隔（例えば５ｍｍ程度の間隔）で測定ポイントを設定し、各測定ポイントにおけるエッチング量を測定する。なお、測定ポイントは、半径に沿って（つまり中心から周縁上の一点を結ぶ線上に）設定してもよいし、互いに直交する２つの直径方向に延びる直線に沿って設定してもよいし、あるいは、４５度ずつ回転させた関係にある４つの直径方向に延びる直線に沿って設定してもよい。
　図７のグラフに、基板の直径に沿って測定したエッチング量の分布の一例を大幅に簡略化して実線で示す。グラフの縦軸がエッチング量（ＥＡ）、横軸が基板中心の位置を±０ｍｍとした各測定ポイントの直径方向位置ＰＯＳ（単位ｍｍ）である。図７のグラフに示した例では、基板の中心からの距離が約５０ｍｍ付近のリング状の領域内でエッチング量が数Å（オングストローム）程度小さくなり、その他の領域では概ね目標エッチング量が達成されており、かつエッチング量も概ね均一となっている。
　第２エッチング工程でのエッチング量分布が図７のグラフ中の実線で示したようなものであるなら、図７のグラフ中の鎖線で示したエッチング量分布が得られるような条件で第１エッチング工程を実行すれば、第１および第２エッチング工程によって面内均一性の高いエッチングが達成されることになる。
　第１エッチング工程の条件は、予備試験を介して決定することができる。第１エッチング工程の条件を決定するパラメータとして、エッチング時間、パドルを形成する液種、パドル厚さ、基板の回転速度、ノズルからのエッチング液の吐出流量（二流体の場合ガス吐出流量も）、ノズルからのエッチング液の吐出形態等が例示される。
　第１エッチング工程の条件は、所望のエッチング量の分布が実現される限りにおいて任意であるが、好ましくは以下の考えに基づいて決定することができる。
　基板の回転速度は、低速、具体的には１００ｒｐｍ以下とすることが好ましく、３０ｒｐｍ以下とすることがより好ましい。基板の回転速度が高くなるとパドルを形成する液体（ＤＩＷ）が流動し、パドルに着液したエッチング液（ＤＨＦ）がその場にとどまらず、意図しない領域までエッチングされてしまうおそれがある。好適な一実施例においては、基板の回転速度を１０ｒｐｍとしている。この程度の低回転数では、パドルを形成する液体の流動は無視し得る程度にしか生じないので、パドルに着液したエッチング液は、実質的にエッチング液（ＤＨＦ）とパドル液（ＤＩＷ）との相互拡散および着液時の攪拌効果によってパドル内に広がる。エッチング液を二流体の状態で吐出すると、攪拌効果が高まる（後述の試験結果も参照）。
　基板の回転回数（これは回転速度が決まっているなら処理時間に対応する）も、なるべく少ないことが好ましい。多くすると、エッチング液が着液点から離れた位置まで広がり、意図しない領域までエッチングされてしまうおそれがある。基板の回転速度を１０ｒｐｍとした上記の好適な一例においては、基板の回転回数を１回としている（つまり、第１エッチング工程の時間は６秒である）。
　基板の回転速度および回転回数（処理時間）を例えば上記のように決定したら（上記の条件に限定されるものではないが）、ノズルからのエッチング液の吐出形態およびノズルからのエッチング液の吐出流量（二流体の場合ガス吐出流量も）を決定すればよい。
　エッチング液の吐出形態としては、液柱の形態またはスプレー（液滴）の形態に分類される。スプレーの形態は、一流体（単にエッチング液を液滴としてスプレーする）または二流体（エッチング液の液滴および不活性ガスの混合流体としてスプレーする）に分類される。エッチング液が液滴の形態で吐出される場合には、噴霧角度も考慮される。
　噴霧角度を大きくすると比較的広い半径方向範囲に対して局所的エッチングを行うことができ、噴霧角度を小さくすると比較的狭い半径方向範囲に対して局所的エッチングを行うことができる。細い液柱の形態（一流体）でエッチング液を吐出すると、比較的狭い半径方向範囲に対して局所的エッチングを行うことができる。
　上述したようにエッチング液は二流体、一流体のいずれの形態で吐出してもよい。実験の結果、二流体の形態でエッチング液を吐出すると、一流体の場合と比較して、局所エッチングされる半径方向幅が広く、かつ、エッチング量の面内均一性および面間均一性が高いという結果が得られている（詳細後述）。このため、特に狭い半径方向領域をエッチングすることが望まれる場合を除いて、二流体の形態でエッチング液を吐出する方が好ましい。
　例えば二流体ノズルによりエッチング液（例えばＤＨＦ）を吐出することとした場合、二流体ノズルの噴霧角度、エッチング液の流量、ガスの流量等をパラメータとして試験を行い、適切なエッチング領域の幅が安定して得られるエッチング液の吐出条件を見つければよい。なお、一般的には、二流体ノズルから吐出された二流体は、パドルの表面がやや凹む程度の勢いでパドルに衝突させることが好ましい（ただしこれに限定されるものではない）。
　上述したことを考慮しつつ各種パラメータ値を変更しつつ試験を行うことにより、所望の半径方向領域を所望のエッチング量でエッチングし得る第１エッチング工程の処理条件を、本願明細書を読んだ当業者であれば容易に見出すことができることは明らかである。
　［第１エッチング工程に関する試験］
　第１エッチング工程を単独で実施したときのエッチング量分布を確認する試験を行った。エッチング対象基板として、ベアシリコンウエハに対して熱ＣＶＤにより酸化膜を形成したものを用意した。この基板に対して、ＤＩＷパドルが形成された基板を回転速度１０ｒｐｍで回転ささせながら、基板の中心から１００ｍｍ離れた位置に、ノズルから６秒間ＤＨＦを供給することにより行った。ノズルからのＤＨＦの吐出流量は一流体吐出を行った場合も二流体吐出を行った場合も１００ml/minであり、二流体吐出の場合にはさらにノズルに１０ｋＰａの圧力をかけ、窒素ガスを供給した。一流体および二流体処理の各々につき４枚ずつ基板を処理した。処理後の基板に対して、分光エリプソメトリーを用いて膜厚測定を行い、エッチング量の分布を求めた。
　試験結果を図８のグラフに示す。グラフの上段は二流体吐出を行った場合、上段は一流体吐出を行った場合の結果をそれぞれ示している。グラフの横軸は、各測定ポイントの基板の中心からの距離（単位はｍｍ）を示しており、基板の中心より右側の測定ポイントが正、左側の測定ポイントが負の値で示されている。グラフの縦軸はエッチング量（単位はÅ）である。
　図８のグラフより、二流体処理の方がエッチングされる半径方向幅が広く、かつ、ウエハ間でのエッチング量の安定性が高いことが視覚的にわかる。
　また、取得したデータに基づいて、エッチング量のばらつきを確認した。その結果を以下の表１および表２に示す。下表において、例えば、領域「－１００±１０」というのは、－１００ｍｍの位置を狙って二流体（または一流体）を吐出した場合における位置－９０ｍｍから位置－１１０ｍｍの間の領域内で取得されたデータを処理したということを意味している。領域幅に関わらず、二流体および一流体の各々の吐出条件は全て同一である。σは標準偏差であり、４枚の基板において対応する領域内で得られた全てのエッチング量の標準偏差を示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表１および表２のデータからも、二流体処理の方がエッチングされる領域の半径方向幅が広く、かつ、基板間でのエッチング量の安定性が高いことがわかる。つまり、処理の安定性を重視するならば二流体処理の方が好ましい。但し、このことは一流体処理の利用を否定するものではない。より狭い範囲の局所的エッチングが望まれるのであれば一流体処理を行ってもよい。
　なお、－１００ｍｍ位置におけるエッチングされる領域の半径方向幅が、＋１００ｍｍ位置よりも広い傾向にあり、また、エッチング量のばらつきも小さい傾向にある。これは、－１００ｍｍ位置の方が、エッチング液が最初に着液する位置に近く、エッチング液の拡散がより進んでいるためと考えられる。このようなエッチング結果のばらつきは、ノズルを固定して基板を１回転させることにより第１エッチング工程を実施している以上不可避である。しかしながら、この程度のばらつきは実用上問題になることはないものと発明者は考えている。また、２つのノズルを基板の中心から等距離の直径方向に対向する位置に配置し、これらの２つのノズルから同時にエッチング液の吐出を開始して基板を例えば１回転させることにより、上記のばらつきは緩和されるものと考えられる。
　［エッチング方法の第５実施形態］
　上記第１～第４実施形態では、第１エッチング工程（局所エッチング工程）および第２エッチング工程（全体エッチング工程）を一連の処理として行っているが、これには限定されない。従来のエッチング処理（第２エッチング工程を含み第１エッチング工程を含まない処理）が施された基板（例えば乾燥済み基板）に対して、プリウエット工程、パドル形成工程、第１エッチング工程、リンス工程および乾燥工程を含む修正エッチング処理を行ってもよい。
　具体的には例えば、従来のエッチング処理が施された基板が、検査ユニットに搬入され、そこで分光エリプソメトリー等の公知の非破壊検査方法を用いてエッチング量の面内分布が調査される。エッチング量の面内分布が基準を満たしていない場合に、その基板に対して修正エッチング処理が行われる。
　従来のエッチング処理が施された基板の検査結果（例えばエッチング量の面内分布）と、その分布（不均一な分布）を修正するために必要な修正エッチング処理の条件との関係をデータベース化して記憶部に記憶させておいてもよい。この場合、検査結果を受信した制御装置４がデータベースを参照して、修正エッチング処理の条件を自動的に決定してもよい。
　また、第１の基板処理装置で従来のエッチング処理が施された基板の全数に対して、第２の基板処理装置において予め定められたエッチング条件により修正エッチングを行ってもよい。また、第１の基板処理装置における従来のエッチング処理により得られるエッチング量分布が安定して所定範囲内にあることがわかっているなら、第２の基板処理装置において修正エッチングを行う前に基板のエッチング量分布の検査を行わなくてもよい。
　［第２エッチング工程の変形実施形態］
　次に、図９および図１０を参照して第２エッチング工程の変形実施形態について説明する。以下に説明する第２エッチング工程の変形実施形態は、エッチング方法の第１～第５実施形態における第２エッチング工程における基板面内のエッチング量の分布の調整に用いることができる。
　＜第１変形実施形態＞
　第１変形実施形態では、第２エッチング工程を行うにあたり、図９に示すように、ＤＨＦを吐出しているＤＨＦノズル４１を基板Ｗの中心部の上方と周縁部の上方との間で往復移動（「スキャン」とも呼ぶ）させる。また、ＦＦＵ２１の中央吐出部２１Ｃから低湿度ガスを吐出し、基板Ｗの中心部に低湿度ガスを選択的に吹き付ける。低湿度ガスは、クリーンルーム内の空気よりも十分に低い湿度のガスであればよいが、例えばドライエアまたは窒素ガス等の湿度１％以下のガスとすることが好ましい。ＦＦＵ２１の周縁吐出部２１Ｐからはクリーンエア（クリーンルーム内の空気と同一湿度のエア）を吐出させればよい。
　中央部と周縁部とで異なるガス（例えばクリーンエア、ドライガス）を供給することができるように構成されたＦＦＵは当該技術分野において公知であり、構造の詳細な説明は省略する。
　基板Ｗの中心部への低湿度ガスの選択的な吹き付けは、移動可能なガスノズルを基板Ｗの中心部の上方に配置し、そこから低湿度ガスを基板Ｗの中央部に向けて吐出することにより行ってもよい。
　この変形実施形態によれば、基板Ｗの中心部に低湿度ガスを選択的に吹き付けることにより、基板Ｗの中心部においてＤＨＦの液膜中の水分の蒸発が促進され、これによりＤＨＦの濃度が上昇する。また、ＤＨＦノズルからのＤＨＦの基板Ｗの表面への着液点を基板Ｗの中心部と周縁部との間で往復移動させることにより、ＤＨＦの着液点が基板Ｗの中心部を離れている間に、基板Ｗの中心部に存在するＤＨＦの液膜が薄くなる（ＤＨＦの着液点を基板Ｗの中心部に固定したときとの比較）。このため、同じ量の水分が蒸発した場合におけるＤＨＦの濃度上昇の度合いがより大きくなる。これにより、基板Ｗの中心部におけるエッチレートは、周縁部よりも大きくなる。この現象を利用して、基板面内のエッチング量分布を調節することができる。
　＜第２変形実施形態＞
　第２変形実施形態では、第２エッチング工程を行うにあたり、図１０に示すように、ＤＨＦノズル４１を基板Ｗの中心部の上方に固定する。また、ＦＦＵ２１の周縁吐出部２１Ｐから基板Ｗの周縁部に向けて低湿度ガスを吐出し、基板Ｗの周縁部に低湿度ガスを選択的に吹き付ける。ＦＦＵ２１の中央吐出部２１Ｃからはクリーンエア（クリーンルーム内の空気と同一湿度のエア）を吐出させる。
　この場合、基板Ｗの周縁部においてＤＨＦの液膜中の水分の蒸発が促進され、これによりＤＨＦの濃度が上昇する。このため、基板Ｗの周縁部におけるエッチレートは、中心部よりも大きくなる。この現象を利用して、基板面内のエッチング量分布を調節することができる。
　基板Ｗの周縁部への低湿度ガスの選択的な吹き付けは、移動可能なガスノズルを基板Ｗの周縁部の上方に配置し、そこから低湿度ガスを基板Ｗの周縁部に向けて吐出することにより行ってもよい。
　なお、第１変形実施形態および第２変形実施形態のいずれにおいても、薬液の種類や元の濃度次第では、当該薬液中の水分が蒸発することによりエッチレートが減少する場合もある。この場合には、基板Ｗの中心部（または周縁部）におけるエッチレートを、周縁部（または中心部）より小さくすることができる。
　今回開示された実施形態はすべ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。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主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。
　処理対象の基板は半導体ウエハに限定されるものではなく、ガラス基板、セラミック基板等の半導体装置の製造において用いられる他の種類の基板であってもよい。

Claims (20)

  1. 　基板の表面の全体に第１処理液のパドルが形成された状態で、前記基板の前記表面に局所的に設定されたターゲット領域に向けてノズルから第２処理液を局所的に吐出することにより、前記ターゲット領域のエッチレートがその他の領域のエッチレートと異なるようにエッチングを行う第１エッチング工程と、
    　前記基板を回転させながら前記基板の表面の全体がエッチング液の液膜により覆われるように前記エッチング液を供給することにより、前記基板の表面の全体を同時にエッチングする第２エッチング工程と、
    を備え、
    　前記第１エッチング工程で用いられる前記第１処理液および前記第２処理液のうちの一方が前記エッチング液であり、他方が前記エッチング液と混合されることにより前記エッチング液による前記基板の表面のエッチレートを低下させるエッチング抑制液である、
    基板処理方法。
  2. 　前記第１エッチング工程は、前記基板の回転を停止した状態で実施される、請求項１記載の基板処理方法。
  3. 　前記ターゲット領域は、前記基板の周縁と同心のリング状の領域であり、前記第１エッチング工程は、前記ノズルの位置を固定した状態で前記ノズルから前記第２処理液を吐出しながら前記基板を少なくとも１回転させることを含む、請求項１記載の基板処理方法。
  4. 　前記第１エッチング工程において前記基板を回転させる場合には、前記第１処理液のパドルが壊れない程度の低速で基板を回転させる、請求項３記載の基板処理方法。
  5. 　前記第１エッチング工程において前記基板を回転させる場合の前記基板の回転速度は１００ｒｐｍ以下である、請求項３記載の基板処理方法。
  6. 　前記第１エッチング工程の実行中には、前記第１処理液のパドルを維持するために前記第１処理液を前記基板に供給することは行わない、請求項１記載の基板処理方法。
  7. 　前記第１エッチング工程において、前記第２処理液は、ミスト状とされ、かつ、ガスと混合された二流体の形態で、前記ノズルから前記ターゲット領域に向けて吐出される、請求項１記載の基板処理方法。
  8. 　前記第１エッチング工程を実施せずに前記第２エッチング工程を実施したときの前記基板の表面内のエッチング量分布を取得する工程と、
    　前記エッチング量分布に基づいて前記第１エッチング工程の処理条件を決定する工程と、
    をさらに備えた請求項１記載の基板処理方法。
  9. 　前記第１エッチング工程の処理条件は、前記第１エッチング工程および前記第２エッチング工程の両方を実施したときのエッチング量分布が前記第２エッチング工程のみを実施したときと比較して均一化されるように決定される、請求項８記載の基板処理方法。
  10. 　前記第１処理液が前記エッチング抑制液であり、前記第２処理液が前記エッチング液である、請求項１記載の基板処理方法。
  11. 　前記第１処理液が前記エッチング液であり、前記第２処理液が前記エッチング抑制液である、請求項１記載の基板処理方法。
  12. 　前記エッチング抑制液は、ＤＩＷ（純水）、機能水若しくはＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、またはこれらの混合物である、請求項１記載の基板処理方法。
  13. 　前記第１エッチング工程は、前記第２エッチング工程より先に実行される、請求項１記載の基板処理方法。
  14. 　前記第２エッチング工程は、前記第１エッチング工程より先に実行される、請求項１記載の基板処理方法。
  15. 　前記第２エッチング工程は、前記基板の周縁部および中心部のいずれか一方のみに低湿度ガスを吹きつけながら実行される、請求項１記載の基板処理方法。
  16. 　前記第２エッチング工程は、前記エッチング液の前記基板上への着液点を前記基板の前記中心部と前記周縁部との間で移動させながら、前記基板の中心部のみに低湿度ガスを吹きつけながら実行される、請求項１５記載の基板処理方法。
  17. 　前記第２エッチング工程は、前記エッチング液の前記基板上への着液点を前記基板の中心部に維持しながら、前記基板の周縁部のみにドライガスを吹きつけながら実行される、請求項１５記載の基板処理方法。
  18. 　基板の表面の全体に第１処理液のパドルが形成された状態で、前記基板の前記表面に局所的に設定されたターゲット領域に向けてノズルから第２処理液を局所的に吐出することにより、前記ターゲット領域のエッチレートが他の領域のエッチレートと異なるようにエッチングを行う局所エッチング工程を備え、
    　前記第１処理液および前記第２処理液のうちの一方がエッチング液であり、他方が、前記エッチング液と混合されることにより前記エッチング液による前記基板の表面のエッチレートを低下させるエッチング抑制液である、
    基板処理方法。
  19. 　基板を水平に保持する基板保持部と、
    　基板保持部を鉛直軸線回りに回転させる回転駆動部と、
    　前記基板保持部により保持された前記基板の表面に処理流体を供給する処理流体供給部と、
    　前記基板保持部、前記回転駆動部および前記処理流体供給部を制御して、請求項１または１８に記載の基板処理方法を実行させる制御部と、
    を備えた基板処理装置。
  20. 　基板を水平に保持する基板保持部と、
    　基板保持部を鉛直軸線回りに回転させる回転駆動部と、
    　前記基板保持部により保持された前記基板の表面に処理流体を供給する処理流体供給部と、
    　前記基板の表面の中心部または周縁部のいずれか一方のみに選択的にドライガスを吹きつけることができるように構成されたガス供給部と、
    　前記基板保持部、前記回転駆動部、前記処理流体供給部および前記ガス供給部を制御して請求項１５記載の基板処理方法を実行させる制御部と、
    を備えた基板処理装置。
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