(57)【要約】【課題】基板処理時間の短縮を図るとともに基板処理の不具合を抑制可能な基板処理方法を提供する。【解決手段】本発明による基板処理方法は、処理槽において、第１温度に設定された燐酸で基板（Ｗ）を処理する第１処理工程と、処理槽において、第２温度に設定された燐酸で基板（Ｗ）を処理する第２処理工程とを包含する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する基板処理方法であって、
処理槽において、第１温度に設定された燐酸で前記基板を処理する第１処理工程と、
処理槽において、第２温度に設定された燐酸で前記基板を処理する第２処理工程と
を包含する、基板処理方法。
【請求項２】
前記第２処理工程は、前記第１処理工程の後で行われ、
前記第２温度は、前記第１温度よりも高い、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記第２処理工程において、前記第１処理工程で用いた前記処理槽の前記燐酸の温度を変化させる、請求項１または２に記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記第１処理工程は、前記第１温度に設定された燐酸を貯留する第１処理槽に前記基板を浸漬する工程を含み、
前記第２処理工程は、前記第２温度に設定された燐酸を貯留する第２処理槽に前記基板を浸漬する工程を含む、請求項１または２に記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記第１処理工程および前記第２処理工程を交互に繰り返す、請求項１から４のいずれかに記載の基板処理方法。
【請求項６】
処理槽において、第３温度に設定された燐酸で前記基板を処理する第３処理工程をさらに包含する、請求項１から５のいずれかに記載の基板処理方法。
【請求項７】
前記第３処理工程は、前記第１処理工程および前記第２処理工程の後で行われ、
前記第３温度は、前記第１温度および前記第２温度よりも高い、請求項６に記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記基板を支持する基板支持部を加熱する加熱工程をさらに包含する、請求項１から７のいずれかに記載の基板処理方法。
【請求項９】
前記加熱工程において、前記基板支持部を断続的に加熱する、請求項８に記載の基板処理方法。
【請求項１０】
基板を処理するための燐酸を貯留する少なくとも１つの処理槽と、
前記処理槽の前記燐酸内で前記基板を保持する基板保持部と、
前記処理槽内の前記燐酸の温度を制御する温度制御部と
を備え、
前記温度制御部は、前記少なくとも１つの処理槽のいずれかの処理槽において、第１温度に設定された燐酸で前記基板を処理し、前記少なくとも１つの処理槽のいずれかの処理槽において、第２温度に設定された燐酸で前記基板を処理するように、前記少なくとも１つの処理槽に貯留された燐酸の温度を制御する、基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置および基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置および液晶表示装置などの電子部品に用いられる基板は、基板処理装置によって処理されることが知られている。処理槽内の処理液に基板を浸漬することによって基板の処理が行われる。例えば、高温の燐酸によって基板のシリコン窒化膜を選択的にエッチングすることが知られている。
【０００３】
しかしながら、燐酸によって基板をエッチンする際にシリカが析出してしまい、所定の構造を形成できないことがある。特に、３次元メモリデバイス等の微細構造の基板を作製する場合に、シリカの析出が問題となることがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１には、シリカ析出抑制剤を用いることでシリカの析出を抑制することが記載されている。特許文献１の基板処理装置では、エッチング液に燐酸とともにシリカ析出抑制剤を混合することにより、シリカがシリコン酸化膜の層間に析出することを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−１１８０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の基板処理装置では、シリカ析出抑制剤自体が基板に付着するおそれがあり、基板の特性が変動するおそれがある。また、シリカ析出抑制剤を用いない場合、燐酸の温度が比較的低いと、基板の処理時間が長くなり、生産性が低下してしまうことがある。一方、燐酸の温度が比較的高いと、基板が充分に処理されず、不具合が生じることがあった。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板処理時間の短縮を図るとともに基板処理の不具合を抑制可能な基板処理装置および基板処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一局面によれば、基板処理方法は基板を処理する基板処理方法である。前記基板処理方法は、処理槽において、第１温度に設定された燐酸で前記基板を処理する第１処理工程と、処理槽において、第２温度に設定された燐酸で前記基板を処理する第２処理工程とを包含する。
【０００９】
本発明の基板処理方法において、前記第２処理工程は、前記第１処理工程の後で行われ、前記第２温度は、前記第１温度よりも高い。
【００１０】
本発明の基板処理方法では、前記第２処理工程において、前記第１処理工程で用いた前記処理槽の前記燐酸の温度を変化させる。
【００１１】
本発明の基板処理方法において、前記第１処理工程は、前記第１温度に設定された燐酸を貯留する第１処理槽に前記基板を浸漬する工程を含み、前記第２処理工程は、前記第２温度に設定された燐酸を貯留する第２処理槽に前記基板を浸漬する工程を含む。
【００１２】
本発明の基板処理方法において、前記第１処理工程および前記第２処理工程を交互に繰り返す。
【００１３】
本発明の基板処理方法において、処理槽において、第３温度に設定された燐酸で前記基板を処理する第３処理工程をさらに包含する。
【００１４】
本発明の基板処理方法において、前記第３処理工程は、前記第１処理工程および前記第２処理工程の後で行われ、前記第３温度は、前記第１温度および前記第２温度よりも高い。
【００１５】
本発明の基板処理方法は、前記基板を支持する基板支持部を加熱する加熱工程をさらに包含する。
【００１６】
本発明の基板処理方法では、前記加熱工程において、前記基板支持部を断続的に加熱する。
【００１７】
本発明の他の局面によれば、基板処理装置は、基板を処理するための燐酸を貯留する少なくとも１つの処理槽と、前記処理槽の前記燐酸内で前記基板を保持する基板保持部と、前記燐酸の温度を制御する温度制御部とを備える。前記温度制御部は、前記少なくとも１つの処理槽のいずれかの処理槽において、第１温度に設定された燐酸で前記基板を処理し、前記少なくとも１つの処理槽のいずれかの処理槽において、第２温度に設定された燐酸で前記基板を処理するように、前記少なくとも１つの処理槽に貯留された燐酸の温度を制御する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、基板処理時間の短縮を図るとともに基板処理の不具合を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態の基板処理装置の模式図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は本実施形態の基板処理方法を説明するための模式図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、本実施形態の基板処理方法によって処理された基板の模式図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態の基板処理方法によって処理される基板の変化を示す模式図である。
【図５】比較例の基板処理方法によって処理された基板の模式図である。
【図６】（ａ）〜（ｅ）は本実施形態の基板処理方法を説明するための模式図である。
【図７】（ａ）〜（ｅ）は本実施形態の基板処理方法を説明するための模式図である。
【図８】本実施形態の基板処理装置の模式図である。
【図９】本実施形態の基板処理装置の模式図である。
【図１０】本実施形態の基板処理装置の模式図である。
【図１１】（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態の基板処理方法によって処理される基板の変化を示す模式図である。
【図１２】本実施形態の基板処理装置の模式図である。
【図１３】本実施形態の基板処理装置の模式図である。
【図１４】本実施形態の基板処理方法を説明するためのフロー図である。
【図１５】本実施形態の基板処理装置における基板保持部を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明による基板処理装置および基板処理方法の実施形態を説明する。なお、図中、同一または相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。なお、本願明細書では、発明の理解を容易にするため、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を記載することがある。典型的には、Ｘ軸およびＹ軸は水平方向に平行であり、Ｚ軸は鉛直方向に平行である。
【００２１】
図１を参照して、本実施形態の基板処理装置１００を説明する。図１は、本実施形態の基板処理装置１００の模式図である。基板処理装置１００は基板Ｗを処理する。基板処理装置１００は、基板Ｗに対して、エッチング、表面処理、特性付与、処理膜形成、膜の少なくとも一部の除去および洗浄のうちの少なくとも１つを行うように基板Ｗを処理する。
【００２２】
基板Ｗは、薄い板状である。典型的には、基板Ｗは、薄い略円板状である。基板Ｗは、例えば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、電界放出ディスプレイ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＦＥＤ）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板および太陽電池用基板などを含む。
【００２３】
基板処理装置１００は、燐酸Ｌで基板Ｗを処理する。ここでは、基板処理装置１００は、基板Ｗを複数枚まとめて処理するバッチ型である。燐酸Ｌにより、基板Ｗには、エッチング、表面処理、特性付与、処理膜形成、膜の少なくとも一部の除去および洗浄のうちの少なくとも１つが行われる。
【００２４】
基板処理装置１００は、処理槽１１０と、基板保持部１２０と、温度制御部１３０とを備える。処理槽１１０は、基板Ｗを処理するための燐酸Ｌを貯留する。
【００２５】
基板保持部１２０は、基板Ｗを保持する。基板保持部１２０によって保持された基板Ｗの主面の法線方向はＹ方向に平行である。基板保持部１２０は、基板Ｗを保持したまま基板Ｗを移動させる。例えば、基板保持部１２０は、基板Ｗを保持したまま鉛直上方または鉛直下方に移動する。あるいは、基板保持部１２０は、基板Ｗを保持したまま水平方向に移動してもよい。
【００２６】
典型的には、基板保持部１２０は、複数の基板Ｗをまとめて保持する。ここでは、複数の基板Ｗは、Ｙ方向に沿って一列に配列される。なお、基板保持部１２０は、一枚のみの基板Ｗを保持してもよい。
【００２７】
温度制御部１３０は、処理槽１１０内の燐酸Ｌの温度を制御する。これにより、基板Ｗは、所定の温度の燐酸Ｌで処理される。
【００２８】
温度制御部１３０は、処理槽１１０内の燐酸Ｌの温度を制御する。なお、温度制御部１３０は、処理槽１１０内の燐酸Ｌの温度を直接制御してもよい。あるいは、温度制御部１３０は、処理槽１１０に供給される燐酸の温度および流量を制御することにより、処理槽１１０内の燐酸Ｌの温度を制御してもよい。例えば、温度制御部１３０は、処理槽１１０の外部に配置された燐酸供給部材のノズル、調整弁、ヒータ等を制御することで、処理槽１１０内の燐酸Ｌの温度を制御してもよい。
【００２９】
温度制御部１３０は、例えば、マイクロコンピュータを用いて構成されている。温度制御部１３０は、ＣＰＵ等の演算ユニット、固定メモリデバイス、ハードディスクドライブ等の記憶ユニット、および入出力ユニットを有する。記憶ユニットには、演算ユニットが実行するプログラムが記憶されている。温度制御部１３０は、予め定められたプログラムに従って加熱器および／または冷却器の動作を制御する。
【００３０】
本実施形態の基板処理装置１００では、温度制御部１３０は、処理槽において、第１温度に設定した燐酸で基板Ｗを処理する。また、温度制御部１３０は、処理槽において、第１温度とは異なる第２温度に設定した燐酸で基板Ｗを処理する。これにより、基板処理時間の短縮を図るとともに基板処理の不具合を抑制できる。
【００３１】
次に、図２を参照して、本実施形態の基板処理方法を説明する。図２（ａ）〜図２（ｄ）は、本実施形態の基板処理方法を説明するための模式図である。
【００３２】
図２（ａ）に示すように、処理槽１１０には燐酸Ｌが貯留される。ここでは、基板保持部１２０は、処理槽１１０の上方において、基板Ｗを保持する。例えば、温度制御部１３０は、処理槽１１０内に基板Ｗが浸漬する前に、処理槽１１０内の燐酸Ｌの温度を第１温度に設定してもよい。
【００３３】
図２（ｂ）に示すように、基板保持部１２０は、基板Ｗを保持したまま基板Ｗを処理槽１１０内の燐酸Ｌに浸漬するように下方に移動する。処理槽１１０の燐酸Ｌは第１温度Ｔ１に設定されており、基板Ｗは第１温度Ｔ１の燐酸Ｌで処理される。なお、燐酸Ｌの温度は、基板Ｗが処理槽１１０内に浸漬する前に第１温度Ｔ１に設定されていてもよい。あるいは、燐酸Ｌの温度は、基板Ｗが処理槽１１０内に浸漬した後に第１温度Ｔ１に調整されてもよい。例えば、第１温度Ｔ１は、１２０℃以上１６０℃以下である。
【００３４】
図２（ｃ）に示すように、基板Ｗを燐酸処理する際に、処理槽１１０の燐酸Ｌの温度を第２温度Ｔ２に設定し、第２温度Ｔ２の燐酸Ｌで基板Ｗを処理する。第２温度Ｔ２は、第１温度Ｔ１とは異なる温度である。なお、第２温度Ｔ２は、第１温度Ｔ１よりも高い温度、または、低い温度であってもよい。この場合、第２温度Ｔ２は、１２０℃以上１６０℃以下であってもよい。
【００３５】
ただし、第２温度Ｔ２は、第１温度Ｔ１よりも高い温度であることが好ましい。例えば、第２温度Ｔ２は、第１温度Ｔ１と比べて３℃以上２０℃以下の温度だけ高い温度であることが好ましい。第２温度Ｔ２が第１温度Ｔ１よりも高いことにより、燐酸による処理速度を向上できる。
【００３６】
図２（ｄ）に示すように、基板保持部１２０は、基板Ｗを保持したまま基板Ｗを上方に移動させ、基板Ｗを処理槽１１０内の燐酸Ｌから引き上げる。基板Ｗを処理槽１１０から引き上げることにより、基板処理は終了する。
【００３７】
本実施形態の基板処理装置１００は、微細構造を有する基板Ｗの処理に好適に用いられる。例えば、基板Ｗは、ＮＡＮＤ構造のメモリに用いられる。一例として、基板Ｗは、３次元構造ＮＡＮＤメモリに好適に用いられる。
【００３８】
次に、図３を参照して、本実施形態の基板処理方法によって処理された基板Ｗを説明する。図３（ａ）および図３（ｂ）は、本実施形態の基板処理方法によって処理された基板Ｗの模式図である。基板Ｗは、３次元構造ＮＡＮＤメモリに好適に用いられる。
【００３９】
基板Ｗは、本実施形態の基板処理装置１００によって好適に作製できる。なお、図３（ａ）および図３（ｂ）において、基板Ｗは、基板処理装置１００の処理槽１１０の燐酸Ｌ内で処理された直後の向きに配置されていることに留意されたい。
【００４０】
図３（ａ）に示すように、基板Ｗの主面はＸＺ平面に広がるように基板Ｗは配置される。基板Ｗは、基材Ｓと、積層構造Ｍとを有する。基材Ｓは、ＸＺ平面に広がる薄膜状である。積層構造Ｍは、基材Ｓの上面に形成される。積層構造Ｍは、基材Ｓの上面からＹ方向に延びるように形成される。積層構造Ｍは、燐酸によってエッチングされない材料によって形成される。例えば、積層構造Ｍは、シリコン酸化膜および／または金属から形成される。
【００４１】
積層構造Ｍは、複数の平坦層Ｍａと、平坦層Ｍａの間に位置するピラーＭｂとを有する。複数の平坦層Ｍａのそれぞれは、基材Ｓの上面と平行に延びる。隣接する２つの平坦層Ｍａの間には複数のピラーＭｂが設けられている。隣接する２つの平坦層ＭａはピラーＭｂによって支持される。
【００４２】
例えば、平坦層Ｍａの厚さ（Ｙ方向に沿った長さ）は、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。また、例えば、ピラーＭｂの厚さ（Ｙ方向に沿った長さ）は、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下であり、ピラーＭｂの幅（Ｚ方向に沿った長さ）は、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。
【００４３】
図３（ｂ）は、ＸＺ平面に平行に積層構造ＭのピラーＭｂの中央を切断した断面の模式図である。平坦層Ｍａは、ＸＺ平面に広がる。平坦層Ｍａ上には、複数のピラーＭｂが配置されており、ピラーＭｂは平坦層Ｍａに対してＹ方向に延びる。ここでは、ピラーＭｂは、Ｘ方向およびＺ方向のマトリクス状に配列される。
【００４４】
次に、図４を参照して、本実施形態の基板処理方法によって処理される基板Ｗの変化を説明する。図４（ａ）〜図４（ｃ）は、本実施形態の基板処理方法によって処理される基板Ｗの変化を示す模式図である。
【００４５】
図４（ａ）に示すように、基板Ｗは、ＸＺ平面に広がるように配置される。基板Ｗは、基材Ｓと、積層構造Ｍとを有する。基材Ｓは、ＸＺ平面に広がる薄膜である。積層構造Ｍは、基材Ｓの上面に配置される。積層構造Ｍは、基材Ｓの上面からＹ方向に延びる。
【００４６】
積層構造Ｍには、窪みが形成されている。ここでは、積層構造Ｍの窪みは、基材Ｓにまで達しており、基材Ｓの一部が露出している。
【００４７】
積層構造Ｍは、複数の平坦層Ｍａと、複数のエッチング層Ｅａとを有する。平坦層Ｍａとエッチング層Ｅａとは交互に積層されている。複数の平坦層Ｍａおよびエッチング層Ｅａのそれぞれは、基材Ｓの上面と平行に延びる。
【００４８】
平坦層Ｍａは、燐酸によってエッチングされない材料によって形成される。例えば、平坦層Ｍａは、シリコン酸化膜から形成される。
【００４９】
エッチング層ＥａにはピラーＭｂが埋め込まれている。エッチング層Ｅａは、燐酸によってエッチングされる材料によって形成される。例えば、エッチング層Ｅａは、シリコン窒化膜から形成される。ピラーＭｂは、燐酸によってエッチングされない材料によって形成される。例えば、ピラーＭｂは、シリコン酸化膜または金属膜から形成される。
【００５０】
図４（ｂ）に示すように、基板Ｗに対する燐酸処理を開始すると、燐酸が基板Ｗの窪みに浸入して、エッチング層Ｅａがエッチングされる。燐酸は、積層構造Ｍの窪み界面において平坦層Ｍａおよびエッチング層Ｅａと接触する。平坦層Ｍａは燐酸によって溶解しない一方、エッチング層Ｅａは燐酸によって溶解する。このため、燐酸がエッチング層Ｅａを徐々に溶解することでエッチング層Ｅａはエッチングされる。なお、積層構造Ｍの窪みにおいて燐酸はエッチング層Ｅａを溶解した後、エッチング層Ｅａを溶解させた燐酸は、基板Ｗの窪みから外部に流れる。
【００５１】
なお、図４（ｂ）では、燐酸とエッチング層Ｅａとの界面の面積は比較的広い。この場合、燐酸は、第１温度として、比較的低い温度に設定されることが好ましい。
【００５２】
図４（ｃ）に示すように、基板Ｗに対する燐酸処理を続けると、燐酸によるエッチング層Ｅａのエッチングが進行する。燐酸がエッチング層Ｅａを徐々に溶解することでエッチング層Ｅａはエッチングされ、ピラーＭｂが露出する。
【００５３】
なお、図４（ｃ）では、エッチング層ＥａはピラーＭｂに達するまでエッチングされている。エッチング層Ｅａとは異なり、ピラーＭｂは燐酸に溶解しない。このため、ピラーＭｂに達する前と比べて、燐酸とエッチング層Ｅａとの界面の面積は狭くなる。この場合、燐酸は、第２温度として第１温度よりも高い温度に設定されることが好ましい。
【００５４】
図４（ｄ）に示すように、基板Ｗに対する燐酸処理を継続すると、基板Ｗのエッチング層Ｅａは、すべて燐酸によって溶解され、除去される。基板Ｗに対する燐酸処理が終了する。このとき、基板Ｗには、平坦層ＭａとピラーＭｂとを有する積層構造Ｍが形成される。以上のようにして、燐酸処理により、積層構造Ｍを有する基板Ｗを作製できる。
【００５５】
図１および図２を参照して上述したように、本実施形態の基板処理方法では、温度制御部１３０は、燐酸の温度を調整する。このとき、温度制御部１３０は、燐酸とエッチング層Ｅａとの界面の面積に応じて燐酸の温度を調整できる。
【００５６】
例えば、本実施形態の基板処理方法では、燐酸とエッチング層Ｅａとの界面の面積が比較的広い場合、比較的低い温度に設定した燐酸で基板Ｗを処理する。この場合、基板Ｗを処理する燐酸が飽和濃度を超えることを抑制でき、燐酸からの析出を抑制できる。反対に、燐酸とエッチング層Ｅａとの界面の面積が比較的狭い場合、比較的低い温度に設定した燐酸で基板Ｗを処理する。この場合も、基板Ｗを処理する燐酸は飽和濃度を超えないため、基板処理の速度を向上できる。これにより、基板処理時間の短縮を図るとともに基板処理の不具合を抑制できる。
【００５７】
一方、燐酸の温度を変更することなく比較的低い温度で燐酸処理を行う場合、基板処理の不具合は生じない。しかしながら、シリコン窒化膜に対する燐酸のエッチングレートが比較的低いため、基板処理時間が増大してしまう。このため、基板処理のスループットが低下することになる。
【００５８】
また、燐酸の温度を変更することなく比較的高い温度で燐酸処理を行う場合、基板処理時間の短縮を図ることができる。しかしながら、シリコン窒化膜に対する燐酸のエッチングレートが比較的高いため、燐酸に比較的多くのシリコン窒化膜が溶解する。ときに、窪みの径が小さい場合、燐酸に比較的多くのシリコン窒化膜が溶解するため、燐酸に対して溶解したシリコン窒化膜の濃度が高くなる。この場合、燐酸の飽和濃度を超えると、溶解した溶解物が燐酸から析出してしまうことがある。
【００５９】
図５は、燐酸から溶解物が析出した基板の模式図である。図５に示すように、燐酸に一度溶解した溶解物が積層構造に析出してしまうことがある。例えば、基材Ｓの近傍のシリコン窒化膜が燐酸に溶解した後、燐酸が基材Ｓの表面から積層構造の窪みを通過する途中で燐酸に溶解したシリコン窒化膜の濃度が上昇し、飽和濃度を超えると、燐酸から、溶解物が積層構造に析出してしまうことがある。
【００６０】
これに対して、本実施形態の基板処理装置１００では、燐酸と接するシリコン窒化膜の面積が比較的広い場合、比較的低い温度でシリコン窒化膜をエッチングすることにより、シリコン窒化膜が燐酸に過剰に溶解することを抑制でき、溶解物の析出を抑制できる。一方、燐酸に接するシリコン窒化膜の面積が比較的狭い場合、比較的高い温度でシリコン窒化膜をエッチングすることにより、燐酸でシリコン窒化膜を素早くエッチングでき、基板処理時間を短縮できる。
【００６１】
温度制御部１３０の温度プロファイルは、基板Ｗの構造および燐酸のエッチングレートに基づいて予め決めてもよい。例えば、エッチング対象がシリコン窒化膜である場合、燐酸の温度が１６０℃である場合の燐酸によるシリコン窒化膜のエッチングレートは５ｎｍ／分である。同様に、燐酸の温度が１５０℃である場合、燐酸によるシリコン窒化膜のエッチングレートは３．３ｎｍ／分であり、燐酸の温度が１４０℃である場合、燐酸によるシリコン窒化膜のエッチングレートは２．５ｎｍ／分である。
【００６２】
例えば、図４に示したように、基板Ｗの積層構造ＭのうちピラーＭｂの露出されていないシリコン窒化膜を長さ１０ｎｍだけエッチングする場合、燐酸の温度を第１温度として１５０℃に設定し、処理時間を３分に設定する。その後、基板Ｗの積層構造ＭのうちピラーＭｂの露出されたシリコン窒化膜を長さ１０ｎｍだけエッチングする場合、燐酸の温度を第２温度として１６０℃に設定し、処理時間を２分に設定する。このように、露出されるシリコン窒化膜の面積に応じて、燐酸の設定温度および処理時間を決めることができる。
【００６３】
なお、図２を参照した上述の説明では、基板処理装置１００において、処理槽１１０内の燐酸Ｌの温度は、第１温度の後に第２温度に変化したが、本実施形態はこれに限定されない。処理槽１１０内の燐酸Ｌの温度は、第１温度および第２温度を交互に繰り返すように設定されてもよい。例えば、基板Ｗの燐酸処理によって基板Ｗのシリコン窒化膜をエッチンする際に、基板Ｗのうちの露出されたシリコン窒化膜の面積が、広い、狭い、広い、および狭くなるように交互に変化する場合、処理槽１１０内の燐酸Ｌの温度は、第１温度および第２温度を交互に繰り返すように設定されてもよい。
【００６４】
また、図２に示した基板処理装置１００では、処理槽１１０内の燐酸Ｌは、第１温度Ｔ１および第２温度Ｔ２に設定されたが、本実施形態はこれに限定されない。処理槽１１０内の燐酸Ｌは、第１温度、第２温度および第３温度に設定されてもよい。
【００６５】
次に、図６を参照して、本実施形態の基板処理方法を説明する。図６（ａ）〜図６（ｅ）は本実施形態の基板処理方法を説明するための模式図である。図６に示した基板処理方法は、処理槽１１０内の燐酸Ｌの温度を第２温度Ｔ２に設定した後に、燐酸Ｌの温度を第３温度Ｔ３に設定する点を除き、図２を参照して上述した基板処理方法と同様である。このため、冗長を避ける目的で重複する記載を省略する。
【００６６】
図６（ａ）に示すように、処理槽１１０には燐酸Ｌが貯留される。基板保持部１２０は、処理槽１１０の上方において、基板Ｗを保持する。例えば、温度制御部１３０は、処理槽１１０内に基板Ｗが浸漬する前に、処理槽１１０内の燐酸Ｌの温度を第１温度に設定してもよい。
【００６７】
図６（ｂ）に示すように、基板保持部１２０は、基板Ｗを保持したまま基板Ｗを処理槽１１０内の燐酸Ｌに浸漬するように下方に移動する。処理槽１１０の燐酸Ｌは第１温度Ｔ１に設定されており、基板Ｗは第１温度Ｔ１の燐酸Ｌで処理される。例えば、第１温度Ｔ１は、１２０℃以上１６０℃以下である。
【００６８】
図６（ｃ）に示すように、基板Ｗを燐酸処理する際に、処理槽１１０の燐酸Ｌの温度を第２温度Ｔ２に設定し、第２温度Ｔ２の燐酸Ｌで基板Ｗを処理する。第２温度Ｔ２は、第１温度Ｔ１よりも高い温度、または、低い温度であってもよい。この場合、第２温度Ｔ２は、１２０℃以上１６０℃以下であってもよい。
【００６９】
図６（ｄ）に示すように、基板Ｗを燐酸処理する際に、処理槽１１０の燐酸Ｌの温度を第３温度Ｔ３に設定し、第３温度Ｔ３の燐酸Ｌで基板Ｗを処理する。第３温度Ｔ３は、第２温度Ｔ２よりも高い温度、または、低い温度であってもよい。この場合、第３温度Ｔ３は、１２０℃以上１６０℃以下であってもよい。
【００７０】
ただし、第３温度Ｔ３は、第２温度Ｔ２よりも高い温度であることが好ましい。例えば、第３温度Ｔ３は、第２温度Ｔ２よりも３℃以上１５℃以下だけ高い温度であることが好ましい。第３温度Ｔ３が、第２温度Ｔ２よりも高いことにより、燐酸による処理速度を向上できる。
【００７１】
図６（ｅ）に示すように、基板保持部１２０は、基板Ｗを保持したまま基板Ｗを上方に移動させ、処理槽１１０の燐酸Ｌから基板Ｗを引き上げる。基板Ｗを処理槽１１０から引き上げることにより、基板処理は終了する。
【００７２】
なお、図２および図６を参照した上述の説明では、基板Ｗは、同一の処理槽１１０内において、燐酸の温度を変化させて処理されたが、本実施形態はこれに限定されない。基板Ｗは、燐酸の温度の異なる処理槽内で処理されてもよい。
【００７３】
次に、図７を参照して、本実施形態の基板処理方法を説明する。図７（ａ）〜図７（ｅ）は本実施形態の基板処理方法を説明するための模式図である。
【００７４】
図７（ａ）に示すように、基板処理装置１００は、処理槽１１０と、処理槽１１０Ａとを備える。処理槽１１０には燐酸Ｌａが貯留されており、処理槽１１０Ａには燐酸Ｌｂが貯留されている。温度制御部１３０は、処理槽１１０の燐酸Ｌａの温度および処理槽１１０Ａの燐酸Ｌｂの温度を制御する。ここでは、温度制御部１３０は、処理槽１１０の燐酸Ｌａの温度を第１温度Ｔ１に設定し、処理槽１１０Ａの燐酸Ｌｂの温度を第２温度Ｔ２に設定する。
【００７５】
基板保持部１２０は、基板Ｗを保持する。ここでは、基板保持部１２０は、処理槽１１０の上方に位置する。
【００７６】
図７（ｂ）に示すように、基板保持部１２０は、基板Ｗを保持したまま基板Ｗを処理槽１１０内の燐酸Ｌａに浸漬するように下方に移動する。このとき、処理槽１１０の燐酸Ｌａは第１温度に設定されており、基板Ｗは、第１温度の燐酸Ｌａで処理される。
【００７７】
図７（ｃ）に示すように、基板保持部１２０は、基板Ｗを保持したまま上方に移動し、基板Ｗを処理槽１１０の燐酸Ｌａから引き上げる。その後、基板保持部１２０は、処理槽１１０Ａの上方にまで移動する。
【００７８】
図７（ｄ）に示すように、基板保持部１２０は、基板Ｗを保持したまま基板Ｗを処理槽１１０Ａ内の燐酸Ｌｂに浸漬するように下方に移動する。このとき、処理槽１１０Ａの燐酸Ｌｂは第２温度Ｔ２に設定されており、基板Ｗは第２温度Ｔ２の燐酸Ｌｂで処理される。
【００７９】
図７（ｅ）に示すように、基板保持部１２０は、基板Ｗを保持したまま上方に移動し、基板Ｗを処理槽１１０Ａの燐酸Ｌｂから引き上げる。基板Ｗを処理槽１１０の燐酸Ｌｂから引き上げることにより、基板処理は終了する。
【００８０】
なお、図７（ｂ）〜図７（ｄ）において、基板Ｗを処理槽１１０から処理槽１１０Ａに移動させる。この際に、燐酸処理中の基板Ｗには、移動以外の処理は行われないことが好ましい。例えば、燐酸処理中の基板Ｗには、リンス、洗浄等の処理は行われないことが好ましい。
【００８１】
なお、図７を参照した上述の説明では、基板処理装置１００は、異なる温度に設定された２つの処理槽１１０、１１０Ａを備えていたが、本実施形態はこれに限定されない。基板処理装置１００は、異なる温度に設定された３以上の処理槽を備えてもよい。
【００８２】
次に、図８を参照して、本実施形態の基板処理装置１００を説明する。図８は、本実施形態の基板処理装置１００の模式図である。図８に示した基板処理装置１００では、処理槽１１０内の燐酸の温度を変化させることで、基板Ｗを異なる温度の燐酸で処理する。本実施形態の基板処理装置１００は、複数の基板Ｗを一括して処理する。例えば、基板処理装置１００は、複数の基板Ｗに対して一括してエッチングする。
【００８３】
本実施形態の基板処理装置１００は、処理槽１１０と、基板保持部１２０と、温度制御部１３０とを備える。処理槽１１０は、燐酸Ｌを貯留する。例えば、燐酸Ｌは、エッチング液を含む。基板保持部１２０は、基板Ｗを保持する。基板保持部１２０は、リフターを含む。基板保持部１２０により、複数の基板Ｗを一括して、処理槽１１０に貯留されている燐酸Ｌに浸漬できる。
【００８４】
基板処理装置１００は、燐酸供給部１４０と、水供給部１５０とをさらに備える。燐酸供給部１４０は、燐酸を処理槽１１０に供給する。水供給部１５０は、水を処理槽１１０に供給する。
【００８５】
処理槽１１０の底壁には、排液配管１１８ａが接続される。排液配管１１８ａにはバルブ１１８ｂが配置される。バルブ１１８ｂが開くと、処理槽１１０内に貯留されている燐酸が排液配管を通って排出される。排出された燐酸は排液処理装置（図示しない）へと送られ、処理される。
【００８６】
基板保持部１２０は、基板Ｗを保持する。基板保持部１２０によって保持されている基板Ｗは、処理槽１１０に貯留されている燐酸Ｌに浸漬される。
【００８７】
基板保持部１２０は、本体板１２２と、保持棒１２４とを含む。本体板１２２は、鉛直方向（Ｚ方向）に延びる板である。保持棒１２４は、本体板１２２の一方の主面から水平方向（Ｙ方向）に延びる。ここでは、３つの保持棒１２４が本体板１２２の一方の主面からＹ方向に延びる。複数の基板Ｗは、紙面の奥手前方向に複数の基板Ｗを配列した状態で、複数の保持棒１２４によって各基板Ｗの下縁が当接されて起立姿勢（鉛直姿勢）で保持される。
【００８８】
燐酸供給部１４０は、ノズル１４２と、配管１４４と、バルブ１４６と、ヒータ１４８とを含む。ノズル１４２は、燐酸を処理槽１１０に吐出する。ノズル１４２は、配管１４４に接続される。配管１４４には、燐酸供給源からの燐酸が供給される。配管１４４には、バルブ１４６およびヒータ１４８が配置される。ヒータ１４８は、配管１４４を流れる燐酸を加熱する。ヒータ１４８により、燐酸の温度が調整される。バルブ１４６が開くと、ノズル１４２から吐出された燐酸が、処理槽１１０内に供給される。
【００８９】
温度制御部１３０は、ヒータ１４８を制御する。温度制御部１３０がヒータ１４８を制御することにより、燐酸の温度が制御される。
【００９０】
水供給部１５０は、ノズル１５２と、配管１５４と、バルブ１５６とを含む。ノズル１５２は、水を処理槽１１０に吐出する。ノズル１５２は、配管１５４に接続される。配管１５４に供給される水は、ＤＩＷ（脱イオン水）、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水および希釈濃度（例えば、１０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水のいずれかを採用することができる。配管１５４には、水供給源からの水が供給される。配管１５４には、バルブ１５６が配置される。
【００９１】
基板処理装置１００は、シリコン基板からなる基板Ｗのパターン形成側の表面に対して、シリコン酸化膜（酸化膜）およびシリコン窒化膜（窒化膜）のエッチング処理を施す。このようなエッチング処理では、基板Ｗの表面から酸化膜および窒化膜を選択的に除去する。例えば、燐酸により、基板Ｗの表面から窒化膜が除去される。
【００９２】
本実施形態の基板処理装置１００では、温度制御部１３０がヒータ１４８を制御することにより、燐酸の温度を制御できる。これにより、基板処理時間の短縮を図るとともに基板処理の不具合を抑制できる。
【００９３】
次に、図９を参照して、本実施形態の基板処理装置１００を説明する。図９は、本実施形態の基板処理装置１００の模式図である。図９に示した基板処理装置１００では、温度の異なる処理槽１１０、１１０Ａ内で基板Ｗを処理する。
【００９４】
基板処理装置１００は、処理槽１１０と、基板保持部１２０と、温度制御部１３０と、燐酸供給部１４０と、水供給部１５０とを備える。また、基板処理装置１００は、処理槽１１０Ａと、燐酸供給部１４０Ａと、水供給部１５０Ａとをさらに備える。処理槽１１０Ａ、燐酸供給部１４０Ａおよび水供給部１５０Ａは、処理槽１１０、燐酸供給部１４０および水供給部１５０と同様の構成を有する。冗長を避ける目的で重複する記載を省略する。
【００９５】
処理槽１１０には、第１温度Ｔ１の燐酸Ｌａが貯留される。処理槽１１０Ａには、第２温度Ｔ２の燐酸Ｌｂが貯留される。
【００９６】
温度制御部１３０は、ヒータ１４８およびヒータ１４８Ａを制御する。温度制御部１３０がヒータ１４８を制御することにより、処理槽１１０の燐酸Ｌａの温度が第１温度Ｔ１に設定される。また、温度制御部１３０がヒータ１４８Ａを制御することにより、処理槽１１０Ａの燐酸Ｌｂの温度が第２温度Ｔ２に設定される。
【００９７】
基板保持部１２０は、鉛直方向（Ｚ方向）だけでなく水平方向（Ｘ方向）に移動できる。基板保持部１２０は、基板Ｗを処理槽１１０の燐酸Ｌに浸漬させた後、基板Ｗを保持したまま上方に移動し、基板Ｗを処理槽１１０の燐酸Ｌａから引き上げる。その後、基板保持部１２０は、処理槽１１０Ａの上方にまで移動する。基板保持部１２０は、基板Ｗを保持したまま基板Ｗを処理槽１１０Ａ内の燐酸Ｌｂに浸漬するように下方に移動する。
【００９８】
基板処理装置１００では、基板Ｗは、異なる温度に設定された２つの処理槽１１０、１１０Ａに浸漬して基板Ｗの処理が進行する。このため、基板処理時間の短縮を図るとともに基板処理の不具合を抑制できる。
【００９９】
なお、図８および図９を参照して説明した基板処理装置１００では、燐酸は、処理槽１１０、１１０Ａの上方から供給されたが、本実施形態はこれに限定されない。燐酸は、処理槽１１０、１１０Ａの下方から供給されてもよい。
【０１００】
次に、図１０を参照して、本実施形態の基板処理装置１００を説明する。図１０は、本実施形態の基板処理装置１００の模式図である。図１０に示した基板処理装置１００は、循環部１６０をさらに備え、処理槽１１０に内槽１１２、外槽１１４および蓋１１６が設けられ、基板保持部１２０が昇降ユニット１２６を有し、燐酸供給部１４０のヒータ１４８に代えて循環部１６０にヒータ１６４が設けられた点を除き、図８を参照して上述した基板処理装置１００と同様である。このため、冗長を避ける目的で重複する記載を省略する。
【０１０１】
基板処理装置１００は、処理槽１１０、基板保持部１２０、温度制御部１３０、燐酸供給部１４０および水供給部１５０に加えて、温度制御部１３０を含む制御部１３０Ａおよび循環部１６０を備える。また、基板保持部１２０は、昇降ユニット１２６を有する。
【０１０２】
制御部１３０Ａは、基板保持部１２０、燐酸供給部１４０および水供給部１５０に加えて循環部１６０を制御する。循環部１６０は、処理槽１１０に貯留されている燐酸Ｌを循環させる。
【０１０３】
処理槽１１０は、内槽１１２および外槽１１４を含む二重槽構造を有する。内槽１１２および外槽１１４はそれぞれ上向きに開いた上部開口を有する。内槽１１２は、燐酸Ｌを貯留し、複数の基板Ｗを収容可能に構成されている。外槽１１４は、内槽１１２の上部開口の外側面に設けられている。外槽１１４の上縁の高さは、内槽１１２の上縁の高さよりも高い。
【０１０４】
内槽１１２の上縁から燐酸Ｌが溢れると、溢れた燐酸は、外槽１１４によって受け止められ、回収される。また、制御部１３０Ａがバルブ１５６を開くと、ノズル１５２から吐出された水が、外槽１１４内に供給される。
【０１０５】
処理槽１１０は、蓋１１６を有する。蓋１１６は、内槽１１２の上部開口を塞ぐことができる。蓋１１６は、内槽１１２の上部開口に対して開閉可能である。
【０１０６】
蓋１１６は、開戸部１１６ａと、開戸部１１６ｂとを有する。開戸部１１６ａは、内槽１１２の上部開口のうちの−Ｘ方向側に位置する。開戸部１１６ａは、内槽１１２の上縁近傍に配置されており、内槽１１２の上部開口に対して開閉可能である。開戸部１１６ｂは、内槽１１２の上部開口のうちの＋Ｘ方向側に位置する。開戸部１１６ｂは、内槽１１２の上縁近傍に配置されており、内槽１１２の上部開口に対して開閉可能である。開戸部１１６ａおよび開戸部１１６ｂが閉じて内槽１１２の上部開口を覆うことにより、処理槽１１０の内槽１１２を塞ぐことができる。
【０１０７】
基板保持部１２０は、昇降ユニット１２６をさらに含む。昇降ユニット１２６は、基板保持部１２０に保持されている基板Ｗが処理槽１１０内に位置する処理位置（図１０に示す位置）と、基板保持部１２０に保持されている基板Ｗが処理槽１１０の上方に位置する退避位置（図示しない）との間で本体板１２２を昇降させる。したがって、昇降ユニット１２６によって本体板１２２が処理位置に移動させられることにより、保持棒１２４に保持されている複数の基板Ｗが燐酸に浸漬される。これにより、基板Ｗに対するエッチング処理が施される。
【０１０８】
処理槽１１０には、液体供給管１６８ａ、１６８ｂが設けられる。液体供給管１６８ａ、１６８ｂには複数の吐出口が設けられる。液体供給管１６８ａ、１６８ｂは、処理槽１１０の内槽１１２に燐酸を供給する。典型的には、液体供給管１６８ａ、１６８ｂは、燐酸供給部１４０から供給された後で処理槽１１０から排出された燐酸を処理槽１１０の内槽１１２に供給する。
【０１０９】
循環部１６０は、配管１６１と、ポンプ１６２、フィルタ１６３、ヒータ１６４、調整バルブ１６５およびバルブ１６６を含む。ポンプ１６２、フィルタ１６３、ヒータ１６４、調整バルブ１６５およびバルブ１６６は、この順番に配管１６１の上流から下流に向かって配置される。配管１６１は、処理槽１１０から排出された燐酸を再び処理槽１１０に導く。
【０１１０】
ポンプ１６２は、配管１６１から液体供給管１６８ａ、１６８ｂに燐酸を送る。フィルタ１６３は、配管１６１を流れる燐酸をろ過する。ヒータ１６４は、配管１６１を流れる燐酸を加熱する。ヒータ１６４により、燐酸の温度が調整される。
【０１１１】
調整バルブ１６５は、配管１６１の開度を調節して、液体供給管１６８ａ、１６８ｂに供給される燐酸の流量を調整する。調整バルブ１６５は、燐酸の流量を調整する。調整バルブ１６５は、弁座が内部に設けられたバルブボディ（図示しない）と、弁座を開閉する弁体と、開位置と閉位置との間で弁体を移動させるアクチュエータ（図示しない）とを含む。他の調整バルブについても同様である。バルブ１６６は、配管１６１を開閉する。
【０１１２】
なお、調整バルブ１６５を省略してもよい。この場合、液体供給管１６８ａ、１６８ｂに供給される燐酸の流量は、ポンプ１６２の制御によって調整できる。
【０１１３】
制御部１３０Ａは、例えば、マイクロコンピュータを用いて構成されている。制御部１３０ＡはＣＰＵ等の演算ユニット、固定メモリデバイス、ハードディスクドライブ等の記憶ユニット、および入出力ユニットを有する。記憶ユニットには、演算ユニットが実行するプログラムが記憶されている。
【０１１４】
また、制御部１３０Ａは、予め定められたプログラムに従って、昇降ユニット１２６、ポンプ１６２およびヒータ１６４等の動作を制御する。また、制御部１３０Ａは、バルブ１１８ｂ、バルブ１４６、バルブ１５６、バルブ１６６等の開閉動作を制御する。さらに、制御部１３０Ａは、調整バルブ１６５等の開度調整動作を制御する。
【０１１５】
液体供給管１６８ａ、１６８ｂの吐出口は、その吐出方向が、基板Ｗの中心を向くように、鉛直方向（Ｚ方向）に対して傾斜した位置に設けられる。そのため、液体供給管１６８ａの吐出口から吐出される斜め上向きの液流と液体供給管１６８ｂの吐出口から吐出される斜め上向きの液流とが合流すると、処理槽１１０の内部を上方に向かって流れる非常に強いアップフローを形成できる。
【０１１６】
液体供給管１６８ａ、１６８ｂから上方に向けて供給された燐酸は、燐酸中の基板Ｗとの接触部分を押し出しながら基板Ｗの表面を上方に向けて移動し、上方に向けて供給された燐酸が通過した後には、周囲に存在する新鮮な燐酸Ｌが進入する。このように、上方に向けて供給された燐酸が基板Ｗの表面に接触することにより、基板Ｗの表面を攪拌することができ、これにより、基板Ｗの表面における燐酸Ｌを新鮮な燐酸に置換させることができる。その結果、基板Ｗの処理速度を向上させることができる。
【０１１７】
次に、図１０および図１１を参照して、図１０の基板処理装置１００の基板処理方法によって処理される基板の変化を説明する。図１１（ａ）〜図１１（ｄ）は、本実施形態の基板処理方法によって処理される基板の変化を示す模式図である。図１１に示した基板処理方法は、処理槽１１０内の基板Ｗに対して鉛直上方に向かう燐酸Ｌの流れが形成されている点を除き、図４を参照して上述した変化と同様である。このため、冗長を避ける目的で重複する記載を省略する。
【０１１８】
図１１（ａ）に示すように、基板Ｗは、ＸＺ平面に広がるように配置される。基板Ｗは、基材Ｓと、積層構造Ｍとを有する。基板Ｗは、主面の法線方向がＹ方向を向くように配置される。ここでは、液体供給管１６８ａ、１６８ｂの吐出口から、燐酸は、鉛直下方から鉛直上方に向かうアップフローの流れＦに沿って流れる。
【０１１９】
図１１（ｂ）に示すように、基板Ｗに対する燐酸処理が進行し始めると、燐酸が基板Ｗの窪みに浸入する。このとき、処理槽１１０には、鉛直下方から鉛直上方に向かうアップフローの流れＦが形成されるため、燐酸は、積層構造Ｍの窪みにおいてエッチング層Ｅａを溶解した後、エッチング層Ｅａを溶解させた燐酸は、基板Ｗの窪みから外部に速やかに流れる。
【０１２０】
図１１（ｃ）に示すように、基板Ｗに対する燐酸処理がさらに進行すると、燐酸がエッチング層Ｅａを徐々に溶解することでエッチング層Ｅａはエッチングされる。なお、積層構造Ｍの窪みにおいて燐酸がエッチング層Ｅａを溶解した後、エッチング層Ｅａを溶解させた燐酸は、基板Ｗの窪みから外部に流れる。
【０１２１】
図１１（ｄ）に示すように、基板Ｗのエッチング層Ｅａは燐酸によって溶解され、除去されると、基板Ｗに対する燐酸処理が終了する。基板Ｗには、複数の平坦層ＭａとピラーＭｂが設けられる。以上のようにして、燐酸処理により、積層構造を有する基板Ｗを製造できる。
【０１２２】
なお、図１１を参照した説明から理解されるように、燐酸の濃度が飽和濃度を超えるか否かは、燐酸の飽和濃度は、基板Ｗの積層構造Ｍ、燐酸の温度だけでなくアップフローの流れＦの影響も大きく受ける。アップフローの流れＦが強いほど、燐酸の濃度が飽和濃度を超えにくくなるため、燐酸をより高い温度に設定できる。
【０１２３】
なお、図１０に示した基板処理装置１００では、処理槽１１０に貯留された燐酸Ｌを循環して、処理槽１１０の下方から処理槽１１０に貯留された燐酸Ｌに供給したが、本実施形態はこれに限定されない。処理槽１１０の下方から気体を供給してもよい。
【０１２４】
次に、図１２を参照して、本実施形態の基板処理装置１００を説明する。図１２は、本実施形態の基板処理装置１００の模式図である。図１２に示した基板処理装置１００は、気体供給部１７０をさらに備える点を除き、図８を参照して上述した基板処理装置１００と同様である。このため、冗長を避ける目的で重複する記載を省略する。
【０１２５】
基板処理装置１００は、処理槽１１０、基板保持部１２０、温度制御部１３０、燐酸供給部１４０および水供給部１５０に加えて、気体供給部１７０を備える。気体供給部１７０は、処理槽１１０に気体を供給する。
【０１２６】
気体供給部１７０は、配管１７２と、バルブ１７４と、調整バルブ１７６と、気体供給管１７８とを備える。バルブ１７４および調整バルブ１７６は、配管１７２に配置される。配管１７２は、気体供給管１７８に連結する。配管１７２は、気体を処理槽１１０内の気体供給管１７８に導く。バルブ１７４は、配管１７２を開閉する。調整バルブ１７６により、配管１７２の開度を調節して、気体供給管１７８に搬送する気体の流量を調整する。
【０１２７】
気体供給管１７８には、多数の吐出口が設けられる。気体供給管１７８を通過する気体は、吐出口から処理槽１１０の燐酸Ｌに吐出され、燐酸Ｌ内に気泡が形成される。気泡は、処理槽１１０の燐酸Ｌを浮上する。
【０１２８】
気泡が燐酸Ｌ中を浮上する際に、気泡は基板Ｗの表面に接触する。この場合、気泡は、燐酸Ｌ中の基板Ｗとの接触部分を押し出しながら基板Ｗの表面を上方に向けて移動し、気泡が通過した後には、周囲に存在する新鮮な燐酸Ｌが進入する。このように、気泡が基板Ｗの表面に接触することにより、基板Ｗの表面を攪拌することができ、これにより、基板Ｗの表面における燐酸を新鮮な燐酸に置換させることができる。その結果、基板Ｗの処理速度を向上させることができる。
【０１２９】
なお、図１１および図１２に示した基板処理装置１００では、処理槽１１０の下方に配置された液体供給管または気体供給管から液体または気体を供給したが、本実施形態はこれに限定されない。処理槽１１０の下方に配置された液体供給管および気体供給管からそれぞれ液体および気体を供給してもよい。
【０１３０】
次に、図１３を参照して、本実施形態の基板処理装置１００を説明する。図１３は、本実施形態の基板処理装置１００の模式図である。図１３に示した基板処理装置１００は、気体供給部１７０をさらに備える点を除き、図１０を参照して上述した基板処理装置１００と同様である。このため、冗長を避ける目的で重複する記載を省略する。
【０１３１】
基板処理装置１００は、処理槽１１０、基板保持部１２０、温度制御部１３０を含む制御部１３０Ａ、燐酸供給部１４０および水供給部１５０および循環部１６０に加えて、気体供給部１７０を備える。気体供給部１７０により、処理槽１１０に気体を供給して燐酸Ｌ内に気泡が形成される。上述したように、気泡が基板Ｗの表面に接触することにより、基板Ｗの表面を攪拌することができ、これにより、基板Ｗの表面における燐酸を新鮮な燐酸に置換させることができる。その結果、基板Ｗの処理速度を向上させることができる。
【０１３２】
また、液体供給管１６８ａ、１６８ｂが処理槽１１０に燐酸を供給する場合でも、上方に向けて供給された燐酸は、燐酸中の基板Ｗとの接触部分を押し出しながら基板Ｗの表面を上方に向けて移動し、上方に向けて供給された燐酸が通過した後には、周囲に存在する新鮮な燐酸Ｌが進入する。このように、上方に向けて供給された燐酸が基板Ｗの表面に接触することにより、基板Ｗの表面を攪拌することができ、これにより、基板Ｗの表面における燐酸Ｌを新鮮な燐酸に置換させることができる。その結果、基板Ｗの処理速度を向上させることができる。
【０１３３】
次に、図１４を参照して、図１３に示した基板処理装置１００による基板処理方法を説明する。図１４は、本実施形態の基板処理方法を説明するためのフロー図である。
【０１３４】
Ｓ１０２において、循環部１６０は燐酸の循環を開始する。制御部１３０Ａがバルブ１６６を開いくことにより、配管１６１を通った燐酸は、液体供給管１６８ａ、１６８ｂを介して処理槽１１０に処理槽１１０に循環する。温度制御部１３０は、ヒータ１６４を制御することにより、液体供給管１６８ａ、１６８ｂから処理槽１１０の内槽１１２に供給される燐酸の温度を第１温度に調整する。
【０１３５】
Ｓ１０４において、昇降ユニット１２６は、本体板１２２および保持棒１２４によって基板Ｗを保持したまま下降させ、処理槽１１０の内槽１１２に基板Ｗを浸漬する。
【０１３６】
Ｓ１０６において、処理槽１１０に気体の供給を開始する。制御部１３０Ａがバルブ１７４を開くことにより、気体供給管１７８ａ〜１７８ｄから処理槽１１０の内槽１１２に気体が供給される。
【０１３７】
Ｓ１０８において、処理槽１１０の燐酸の温度を変更する。温度制御部１３０は、ヒータ１６４を制御することにより、液体供給管１６８ａ、１６８ｂから処理槽１１０の内槽１１２に供給される燐酸の温度を第２温度に調整する。
【０１３８】
Ｓ１１０において、処理槽１１０に気体の供給を終了する。制御部１３０Ａは、バルブ１７４を閉じることにより、気体供給管１７８ａ〜１７８ｄからの気体の供給を終了する。
【０１３９】
Ｓ１１２において、昇降ユニット１２６は、本体板１２２および保持棒１２４によって基板Ｗを保持したまま上昇させ、処理槽１１０の内槽１１２から基板Ｗを引き上げる。以上のようにして、基板処理は終了する。
【０１４０】
なお、図１、図２、図６〜図１０、図１２、図１３に示した基板処理装置１００では、温度制御部１３０は、燐酸の温度を直接的に制御することで、基板Ｗに対する燐酸のエッチング速度を制御したが、本実施形態はこれに限定されない。燐酸の温度だけでなく基板Ｗの温度も変更してもよい。
【０１４１】
次に、図１５を参照して、本実施形態の基板処理装置１００における基板保持部１２０を説明する。図１５は、本実施形態の基板処理装置１００における基板保持部１２０を示す模式図である。
【０１４２】
基板保持部１２０は、基板保持部１２０は、本体板１２２と、保持棒１２４とを含む。本体板１２２は、鉛直方向（Ｚ方向）に延びる。保持棒１２４は、本体板１２２の一方の主面から水平方向（Ｙ方向）に延びる。ここでは、３つの保持棒１２４が本体板１２２の一方の主面からＹ方向に延びる。
【０１４３】
本実施形態の基板処理装置１００において、保持棒１２４はヒータ１２４ａを有する。ヒータ１２４ａは、保持棒１２４のほぼ中心に位置し、保持棒１２４とともにＹ方向に延びる。ヒータ１２４ａに電流が供給されることにより、保持棒１２４上に載置された基板Ｗの温度を調整できる。
【０１４４】
なお、図１から図１５に示した基板処理装置１００は、複数の基板Ｗを同時に処理するバッチ型であったが、本実施形態はこれに限定されない。基板処理装置１００は基板Ｗを１枚ずつ処理する枚葉型であってもよい。
【０１４５】
以上、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。また、上記の実施形態に開示される複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明の形成が可能である。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の材質、形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１４６】
本発明は、基板を処理する基板処理装置および基板処理方法に好適に用いられる。
【符号の説明】
【０１４７】
１００    基板処理装置
１１０    処理槽
１２０    基板保持部
１３０    温度制御部
Ｗ    基板
Ｌ    燐酸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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