(57)【要約】【課題】アモルファスシリコン層のウェットエッチングを効率良く行う。【解決手段】基板処理方法は、ドライエッチング由来の変質層が表面に形成されたアモルファスシリコン層を有する基板を水平状態で保持する工程（ステップＳ１１）と、変質層に紫外線を照射することにより、変質層を改質して改質層を生成する工程（ステップＳ１２）と、当該改質層を表面に有するアモルファスシリコン層に薬液を供給して、アモルファスシリコン層に対するウェットエッチングを行う工程（ステップＳ１３）と、を備える。これにより、アモルファスシリコン層のウェットエッチングを効率良く行うことができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理方法であって、
ａ）ドライエッチング由来の変質層が表面に形成されたアモルファスシリコン層を有する基板を水平状態で保持する工程と、
ｂ）前記変質層に紫外線を照射することにより前記変質層を改質して改質層を生成する工程と、
ｃ）前記改質層を表面に有する前記アモルファスシリコン層に薬液を供給して前記アモルファスシリコン層に対するウェットエッチングを行う工程と、
を備えることを特徴とする基板処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理方法であって、
前記ドライエッチングでは、フルオロカーボン系ガスおよび酸素ガスを用いて生成されたプラズマにより、前記アモルファスシリコン層の表面に形成された被覆膜のエッチングが行われることを特徴とする基板処理方法。
【請求項３】
請求項２に記載の基板処理方法であって、
前記アモルファスシリコン層は、前記基板に対するマルチパターニング途上で形成された中間パターンであり、
前記ドライエッチングでは、前記中間パターンの上面および側面を覆う前記被覆膜に対する異方性エッチングが行われることにより、前記中間パターンの前記上面が前記被覆膜から露出し、前記中間パターンの前記側面を覆う前記被覆膜の側壁が形成され、
前記ウェットエッチングでは、前記中間パターンが除去されて前記側壁が残ることを特徴とする基板処理方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つに記載の基板処理方法であって、
前記紫外線の波長は、２５０ｎｍ以下であることを特徴とする基板処理方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１つに記載の基板処理方法であって、
前記ｂ）工程における前記紫外線の積算照射量は、１０００ｍＪ／ｃｍ２以上であることを特徴とする基板処理方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１つに記載の基板処理方法であって、
前記ｂ）工程における前記紫外線の照射は低酸素雰囲気にて行われることを特徴とする基板処理方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１つに記載の基板処理方法であって、
前記ｂ）工程において、前記基板上における前記紫外線の照射領域が走査され、
前記アモルファスシリコン層のうち、前記変質層が厚い領域に対する前記紫外線の積算照射量は、前記変質層が薄い領域に対する前記紫外線の積算照射量よりも大きいことを特徴とする基板処理方法。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１つに記載の基板処理方法であって、
前記ｃ）工程において、前記基板上における前記薬液の吐出位置が走査され、
前記アモルファスシリコン層のうち、前記改質層が厚い領域に対する前記薬液の吐出時間は、前記改質層が薄い領域に対する前記薬液の吐出時間よりも長いことを特徴とする基板処理方法。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１つに記載の基板処理方法であって、
前記ｂ）工程と前記ｃ）工程との間に、前記アモルファスシリコン層に他の薬液を供給して前記アモルファスシリコン層の表面自然酸化膜を除去する工程をさらに備えることを特徴とする基板処理方法。
【請求項１０】
基板処理装置であって、
ドライエッチング由来の変質層が表面に形成されたアモルファスシリコン層を有する基板を水平状態で保持する基板保持部と、
前記変質層に紫外線を照射することにより前記変質層を改質して改質層を生成する紫外線照射部と、
前記改質層を表面に有する前記アモルファスシリコン層に薬液を供給して前記アモルファスシリコン層に対するウェットエッチングを行う薬液供給部と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の基板処理装置であって、
前記ドライエッチングでは、フルオロカーボン系ガスおよび酸素ガスを用いて生成されたプラズマにより、前記アモルファスシリコン層の表面に形成された被覆膜のエッチングが行われることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の基板処理装置であって、
前記アモルファスシリコン層は、前記基板に対するマルチパターニング途上で形成された中間パターンであり、
前記ドライエッチングでは、前記中間パターンの上面および側面を覆う前記被覆膜に対する異方性エッチングが行われることにより、前記中間パターンの前記上面が前記被覆膜から露出し、前記中間パターンの前記側面を覆う前記被覆膜の側壁が形成され、
前記ウェットエッチングでは、前記中間パターンが除去されて前記側壁が残ることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１３】
請求項１０ないし１２のいずれか１つに記載の基板処理装置であって、
前記紫外線の波長は、２５０ｎｍ以下であることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１４】
請求項１０ないし１３のいずれか１つに記載の基板処理装置であって、
前記アモルファスシリコン層に対する前記紫外線の積算照射量は、１０００ｍＪ／ｃｍ２以上であることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１５】
請求項１０ないし１４のいずれか１つに記載の基板処理装置であって、
前記アモルファスシリコン層に対する前記紫外線の照射は低酸素雰囲気にて行われることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１６】
請求項１０ないし１５のいずれか１つに記載の基板処理装置であって、
前記紫外線照射部を制御する照射制御部をさらに備え、
前記紫外線照射部は、
前記基板に前記紫外線を照射する紫外線ランプと、
前記基板上における前記紫外線の照射領域を走査する照射領域走査機構と、
を備え、
前記照射制御部が前記紫外線ランプおよび前記照射領域走査機構の少なくとも一方を制御することにより、前記アモルファスシリコン層のうち、前記変質層が厚い領域に対する前記紫外線の積算照射量が、前記変質層が薄い領域に対する前記紫外線の積算照射量よりも大きくされることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１７】
請求項１０ないし１６のいずれか１つに記載の基板処理装置であって、
前記薬液供給部を制御する供給制御部をさらに備え、
前記薬液供給部は、
前記基板に前記薬液を吐出する薬液吐出部と、
前記基板上における前記薬液の吐出位置を走査する吐出位置走査機構と、
を備え、
前記供給制御部が前記吐出位置走査機構を制御することにより、前記アモルファスシリコン層のうち、前記改質層が厚い領域に対する前記薬液の吐出時間が、前記改質層が薄い領域に対する前記薬液の吐出時間よりも長くされることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１８】
請求項１０ないし１７のいずれか１つに記載の基板処理装置であって、
前記アモルファスシリコン層に対する前記紫外線の照射と前記薬液の供給との間において、前記アモルファスシリコン層に他の薬液を供給して前記アモルファスシリコン層の表面自然酸化膜を除去する他の薬液供給部をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理方法および基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体基板（以下、単に「基板」と呼ぶ。）のパターンの微細化に伴い、マルチパターニングによるパターン形成が行われている。マルチパターニングでは、基板上に形成されたアモルファスシリコン等の中間パターンの上面および側面が、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）等の被覆膜で被覆され、プラズマエッチングによる異方性エッチングにより、中間パターン上面の被覆膜が除去される。そして、ドライエッチングにより中間パターンを除去することにより、中間パターン側面を被覆していた被覆膜（いわゆる、サイドウォール）が、中間パターンよりも微細なパターンとして残置される。その後、当該サイドウォールをマスクとしてドライエッチングが行われることにより、微細なパターンが形成される。
【０００３】
一方、特許文献１では、基板上のポリシリコン膜にＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）を含む薬液を供給することにより、当該ポリシリコン膜をウェットエッチングする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−１９０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述のマルチパターニングでは、ドライエッチングにより中間パターンを除去する際に、ポリマー状の残渣がサイドウォール間に残り、その後の成膜工程およびエッチング工程等において、パターンの形成不良を生じさせるおそれがある。そこで、基板上に薬液を供給し、アモルファスシリコンの中間パターンをウェットエッチングにより除去することが検討されている。
【０００６】
しかしながら、ウェットエッチングによりアモルファスシリコンの中間パターンを除去しようとすると、そのエッチングレートは、通常のアモルファスシリコンのウェットエッチングにおけるエッチングレートに比べて非常に低くなることがわかった。
【０００７】
そこで、本願発明者は、鋭意研究の結果、アモルファスシリコンの中間パターン（すなわち、アモルファスシリコン層）除去の前工程であるプラズマエッチングの際に、シリコン酸化物等の被覆膜から露出した中間パターン上面に酸素や炭素等が入射し、当該入射による上面の変質に起因して上記エッチングレートの低下が生じている、という知見を得た。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、アモルファスシリコン層のウェットエッチングを効率良く行うことを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、基板処理方法であって、ａ）ドライエッチング由来の変質層が表面に形成されたアモルファスシリコン層を有する基板を水平状態で保持する工程と、ｂ）前記変質層に紫外線を照射することにより前記変質層を改質して改質層を生成する工程と、ｃ）前記改質層を表面に有する前記アモルファスシリコン層に薬液を供給して前記アモルファスシリコン層に対するウェットエッチングを行う工程とを備える。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理方法であって、前記ドライエッチングでは、フルオロカーボン系ガスおよび酸素ガスを用いて生成されたプラズマにより、前記アモルファスシリコン層の表面に形成された被覆膜のエッチングが行われる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の基板処理方法であって、前記アモルファスシリコン層は、前記基板に対するマルチパターニング途上で形成された中間パターンであり、前記ドライエッチングでは、前記中間パターンの上面および側面を覆う前記被覆膜に対する異方性エッチングが行われることにより、前記中間パターンの前記上面が前記被覆膜から露出し、前記中間パターンの前記側面を覆う前記被覆膜の側壁が形成され、前記ウェットエッチングでは、前記中間パターンが除去されて前記側壁が残る。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の基板処理方法であって、前記紫外線の波長は、２５０ｎｍ以下である。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の基板処理方法であって、前記ｂ）工程における前記紫外線の積算照射量は、１０００ｍＪ／ｃｍ２以上である。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の基板処理方法であって、前記ｂ）工程における前記紫外線の照射は低酸素雰囲気にて行われる。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の基板処理方法であって、前記ｂ）工程において、前記基板上における前記紫外線の照射領域が走査され、前記アモルファスシリコン層のうち、前記変質層が厚い領域に対する前記紫外線の積算照射量は、前記変質層が薄い領域に対する前記紫外線の積算照射量よりも大きい。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の基板処理方法であって、前記ｃ）工程において、前記基板上における前記薬液の吐出位置が走査され、前記アモルファスシリコン層のうち、前記改質層が厚い領域に対する前記薬液の吐出時間は、前記改質層が薄い領域に対する前記薬液の吐出時間よりも長い。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、請求項１ないし８のいずれか１つに記載の基板処理方法であって、前記ｂ）工程と前記ｃ）工程との間に、前記アモルファスシリコン層に他の薬液を供給して前記アモルファスシリコン層の表面自然酸化膜を除去する工程をさらに備える。
【００１８】
請求項１０に記載の発明は、基板処理装置であって、ドライエッチング由来の変質層が表面に形成されたアモルファスシリコン層を有する基板を水平状態で保持する基板保持部と、前記変質層に紫外線を照射することにより前記変質層を改質して改質層を生成する紫外線照射部と、前記改質層を表面に有する前記アモルファスシリコン層に薬液を供給して前記アモルファスシリコン層に対するウェットエッチングを行う薬液供給部とを備える。
【００１９】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の基板処理装置であって、前記ドライエッチングでは、フルオロカーボン系ガスおよび酸素ガスを用いて生成されたプラズマにより、前記アモルファスシリコン層の表面に形成された被覆膜のエッチングが行われる。
【００２０】
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の基板処理装置であって、前記アモルファスシリコン層は、前記基板に対するマルチパターニング途上で形成された中間パターンであり、前記ドライエッチングでは、前記中間パターンの上面および側面を覆う前記被覆膜に対する異方性エッチングが行われることにより、前記中間パターンの前記上面が前記被覆膜から露出し、前記中間パターンの前記側面を覆う前記被覆膜の側壁が形成され、前記ウェットエッチングでは、前記中間パターンが除去されて前記側壁が残る。
【００２１】
請求項１３に記載の発明は、請求項１０ないし１２のいずれか１つに記載の基板処理装置であって、前記紫外線の波長は、２５０ｎｍ以下である。
【００２２】
請求項１４に記載の発明は、請求項１０ないし１３のいずれか１つに記載の基板処理装置であって、前記アモルファスシリコン層に対する前記紫外線の積算照射量は、１０００ｍＪ／ｃｍ２以上である。
【００２３】
請求項１５に記載の発明は、請求項１０ないし１４のいずれか１つに記載の基板処理装置であって、前記アモルファスシリコン層に対する前記紫外線の照射は低酸素雰囲気にて行われる。
【００２４】
請求項１６に記載の発明は、請求項１０ないし１５のいずれか１つに記載の基板処理装置であって、前記紫外線照射部を制御する照射制御部をさらに備え、前記紫外線照射部は、前記基板に前記紫外線を照射する紫外線ランプと、前記基板上における前記紫外線の照射領域を走査する照射領域走査機構とを備え、前記照射制御部が前記紫外線ランプおよび前記照射領域走査機構の少なくとも一方を制御することにより、前記アモルファスシリコン層のうち、前記変質層が厚い領域に対する前記紫外線の積算照射量が、前記変質層が薄い領域に対する前記紫外線の積算照射量よりも大きくされる。
【００２５】
請求項１７に記載の発明は、請求項１０ないし１６のいずれか１つに記載の基板処理装置であって、前記薬液供給部を制御する供給制御部をさらに備え、前記薬液供給部は、前記基板に前記薬液を吐出する薬液吐出部と、前記基板上における前記薬液の吐出位置を走査する吐出位置走査機構とを備え、前記供給制御部が前記吐出位置走査機構を制御することにより、前記アモルファスシリコン層のうち、前記改質層が厚い領域に対する前記薬液の吐出時間が、前記改質層が薄い領域に対する前記薬液の吐出時間よりも長くされる。
【００２６】
請求項１８に記載の発明は、請求項１０ないし１７のいずれか１つに記載の基板処理装置であって、前記アモルファスシリコン層に対する前記紫外線の照射と前記薬液の供給との間において、前記アモルファスシリコン層に他の薬液を供給して前記アモルファスシリコン層の表面自然酸化膜を除去する他の薬液供給部をさらに備える。
【発明の効果】
【００２７】
本発明では、アモルファスシリコン層のウェットエッチングを効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１の実施の形態に係る基板処理装置の側面図である。
【図２】処理液供給部を示すブロック図である。
【図３】基板の上面近傍の部位を示す断面図である。
【図４】基板の上面近傍の部位を示す断面図である。
【図５】基板の上面近傍の部位を示す断面図である。
【図６】基板の処理の流れの一例を示す図である。
【図７】アモルファスシリコン層のエッチングレートを示す図である。
【図８】基板の処理の流れの一部を示す図である。
【図９】処理液供給部を示すブロック図である。
【図１０】第２の実施の形態に係る基板処理装置の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る基板処理装置１の構成を示す側面図である。基板処理装置１は、半導体基板９（以下、単に「基板９」という。）を１枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置１は、基板９に処理液を供給して処理を行う。図１では、基板処理装置１の構成の一部を断面にて示す。
【００３０】
基板処理装置１は、基板保持部３１と、基板回転機構３３と、カップ部４と、処理液供給部５と、制御部６と、紫外線照射部７と、ハウジング１１と、を備える。基板保持部３１、基板回転機構３３、カップ部４および紫外線照射部７等は、ハウジング１１の内部空間に収容される。図１では、ハウジング１１を断面にて描いている（図１０においても同様）。ハウジング１１の天蓋部には、当該内部空間にガスを供給して下方に流れる気流（いわゆる、ダウンフロー）を形成する気流形成部１２が設けられる。気流形成部１２としては、例えば、ＦＦＵ（ファン・フィルタ・ユニット）が利用される。
【００３１】
制御部６は、ハウジング１１の外部に配置され、基板保持部３１、基板回転機構３３、処理液供給部５および紫外線照射部７等を制御する。制御部６は、例えば、プロセッサと、メモリと、入出力部と、バスとを備える通常のコンピュータを含む。バスは、プロセッサ、メモリおよび入出力部を接続する信号回路である。メモリは、プログラムおよび各種情報を記憶する。プロセッサは、メモリに記憶されるプログラム等に従って、メモリ等を利用しつつ様々な処理（例えば、数値計算）を実行する。入出力部は、操作者からの入力を受け付けるキーボードおよびマウス、プロセッサからの出力等を表示するディスプレイ、並びに、プロセッサからの出力等を送信する送信部を備える。
【００３２】
制御部６は、記憶部６１と、照射制御部６２と、供給制御部６３とを備える。記憶部６１は、主にメモリにより実現され、基板９の処理レシピ等の各種情報を記憶する。照射制御部６２は、主にプロセッサにより実現され、記憶部６１に格納されている処理レシピ等に従って、紫外線照射部７等を制御する。供給制御部６３は、主にプロセッサにより実現され、記憶部６１に格納されている処理レシピ等に従って、処理液供給部５等を制御する。
【００３３】
基板保持部３１は、水平状態の基板９の下側の主面（すなわち、下面）と対向し、基板９を下側から保持する。基板保持部３１は、例えば、基板９を機械的に支持するメカニカルチャックである。基板保持部３１は、上下方向を向く中心軸Ｊ１を中心として回転可能に設けられる。
【００３４】
基板保持部３１は、保持部本体と、複数のチャックピンとを備える。保持部本体は、基板９の下面と対向する略円板状の部材である。複数のチャックピンは、保持部本体の周縁部にて中心軸Ｊ１を中心とする周方向（以下、単に「周方向」とも呼ぶ。）に略等角度間隔にて配置される。各チャックピンは、保持部本体の上面から上方へと突出し、基板９の下面の周縁領域および側面に接触して基板９を支持する。なお、基板保持部３１は、基板９の下面中央部を吸着して保持するバキュームチャック等であってもよい。
【００３５】
基板回転機構３３は、基板保持部３１の下方に配置される。基板回転機構３３は、中心軸Ｊ１を中心として基板９を基板保持部３１と共に回転する。基板回転機構３３は、例えば、回転シャフトが基板保持部３１の保持部本体に接続された電動回転式モータを備える。基板回転機構３３は、中空モータ等の他の構造を有していてもよい。
【００３６】
処理液供給部５は、基板９に複数種類の処理液を個別に供給する。当該複数種類の処理液には、例えば、後述する薬液およびリンス液が含まれる。処理液供給部５は、ノズル５１と、アーム５１１と、ノズル回転機構５１２とを備える。ノズル５１は、基板９の上方から基板９の上側の主面（以下、「上面９１」という。）に向けて処理液を供給する。ノズル５１は、例えば、テフロン（登録商標）等の高い耐薬品性を有する樹脂により形成される。
【００３７】
アーム５１１は、略水平方向に延びる棒状の部材であり、ノズル５１を支持する。ノズル回転機構５１２は、中心軸Ｊ１を中心とする径方向（以下、単に「径方向」とも呼ぶ。）において、カップ部４の外側に配置される。ノズル回転機構５１２は、例えば、上下方向に延びる回転シャフトを有する電動回転式モータを備える。当該回転シャフトは、アーム５１１の一方の端部に接続される。ノズル回転機構５１２は、上下方向を向く回転軸を中心としてアーム５１１を回転することにより、ノズル５１を水平方向に移動して、基板９の上方からカップ部４の径方向外側の退避位置へと退避させる。
【００３８】
カップ部４は、中心軸Ｊ１を中心とする環状の部材である。カップ部４は、基板９および基板保持部３１の周囲において全周に亘って配置され、基板９および基板保持部３１の側方および下方を覆う。カップ部４は、回転中の基板９から周囲に向かって飛散する処理液等の液体を受ける受液容器である。カップ部４の内側面は、例えば撥水性材料により形成される。カップ部４は、基板９の回転および静止に関わらず、周方向において静止している。カップ部４の底部には、カップ部４にて受けられた処理液等をハウジング１１の外部へと排出する排液ポート（図示省略）が設けられる。カップ部４は、図１に示す基板９の周囲の位置である処理位置と、当該処理位置よりも下側の退避位置との間を、図示省略の昇降機構により上下方向に移動可能である。
【００３９】
カップ部４は、図１に示す単層構造とは異なり、径方向に複数のカップが積層される積層構造であってもよい。カップ部４が積層構造を有する場合、複数のカップはそれぞれ独立して上下方向に移動可能であり、基板９から飛散する処理液の種類に合わせて、複数のカップが切り替えられて処理液の受液に使用される。
【００４０】
図２は、基板処理装置１の処理液供給部５を示すブロック図である。図２では、処理液供給部５以外の構成も併せて示す。処理液供給部５は、薬液供給部５２と、リンス液供給部５３とを備える。薬液供給部５２は、ノズル５１と、アーム５１１（図１参照）と、ノズル回転機構５１２（図１参照）と、薬液供給源５２１と、薬液配管５２２とを備える。ノズル５１は、薬液配管５２２を介して薬液供給源５２１に接続される。ノズル５１は、薬液供給源５２１から送出された薬液を、基板９の上面９１に向けて吐出する薬液吐出部である。薬液は、基板９のウェットエッチングに用いられるエッチング液である。当該エッチング液は、例えば、水酸化アンモニウム（ＮＨ４ＯＨ）水溶液等のアルカリ系エッチング液である。
【００４１】
リンス液供給部５３は、上述のノズル５１と、アーム５１１と、ノズル回転機構５１２と、リンス液供給源５３１と、リンス液配管５３２とを備える。ノズル５１は、リンス液配管５３２を介してリンス液供給源５３１に接続される。ノズル５１は、リンス液供給源５３１から送出されたリンス液を、基板９の上面９１に向けて吐出するリンス液吐出部である。リンス液としては、例えば、ＤＩＷ（Ｄｅ−ｉｏｎｉｚｅｄ  Ｗａｔｅｒ）、炭酸水、オゾン水または水素水等の水性処理液が利用される。
【００４２】
上述のように、ノズル５１、アーム５１１およびノズル回転機構５１２は、薬液供給部５２およびリンス液供給部５３により共有される。ノズル５１の下端には、例えば、薬液用の吐出口、および、リンス液用の吐出口が個別に設けられており、種類の異なる処理液は、異なる配管および吐出口を介して基板９の上面９１に供給される。また、薬液吐出用のノズルと、リンス液吐出用のノズルとは、別々に設けられてもよい。
【００４３】
紫外線照射部７は、紫外線ランプ７１と、ランプ昇降機構７２とを備える。紫外線ランプ７１は、基板９の上方に配置される略円板状のランプである。ランプ昇降機構７２は、カップ部４の径方向外側に配置される。ランプ昇降機構７２は、例えば、電動リニアモータ、または、ボールネジおよび電動回転式モータを備える。ランプ昇降機構７２は紫外線ランプ７１に接続されており、紫外線ランプ７１を上下方向に移動させる。紫外線ランプ７１は、図１中において実線にて示す退避位置と、当該退避位置よりも下側の照射位置（二点鎖線にて示す。）との間で、上下方向に移動可能である。紫外線ランプ７１が退避位置から照射位置へと移動する際には、ノズル５１がノズル回転機構５１２により基板９の上方から退避位置へと退避する。紫外線ランプ７１は、当該照射位置から基板９の上面９１全体に向けて紫外線を照射する。
【００４４】
紫外線ランプ７１としては、エキシマランプまたは低圧水銀ランプ等が利用される。紫外線ランプ７１から出射される紫外線の波長は、好ましくは２５０ｎｍ以下であり、より好ましくは１７２ｎｍ以下である。当該紫外線の波長の下限は、特に限定されないが、例えば１２０ｎｍ以上である。
【００４５】
図３は、基板９の上面９１近傍の部位を拡大して示す断面図である。図３に例示する基板９では、シリコン基板本体９３の上面上に絶縁膜９４が形成されており、絶縁膜９４の上面上に窒化チタン（ＴｉＮ）膜９５が形成されており、窒化チタン膜９５の上面上に窒化シリコン膜９６が形成されている。絶縁膜９４、窒化チタン膜９５および窒化シリコン膜９６はそれぞれ、図３中におけるシリコン基板本体９３の上面全体上に略均一な厚さにて設けられる。
【００４６】
窒化シリコン膜９６の上面上には、アモルファスシリコン層９７が形成されている。アモルファスシリコン層９７は、複数のパターン要素９７１の集合である微細パターンである。アモルファスシリコン層９７は、基板９に対するマルチパターニング途上で形成された中間パターンである。図３では、４つのパターン要素９７１を図示している。図３中におけるパターン要素９７１の左右方向の幅は、例えば３０ｎｍ〜１００ｎｍである。パターン要素の９７１の上下方向の高さは、例えば２０ｎｍ〜１００ｎｍである。隣接するパターン要素９７１の間では、窒化シリコン膜９６の上面が露出している。
【００４７】
アモルファスシリコン層９７の各パターン要素９７１の側面は、側壁９８１により覆われている。側壁９８１は、シリコン酸化物、シリコン窒化物またはシリコン酸窒化物等により形成された薄膜である。図３中における側壁９８１の左右方向の幅は、パターン要素９７１の幅よりも小さく、例えば１０ｎｍ〜２０ｎｍである。側壁９８１の上下方向の高さは、パターン要素の９７１の高さと略同じであり、側壁９８１の上端および下端は、パターン要素９７１の上端および下端と上下方向の略同じ位置に位置する。パターン要素９７１の上面は、上述のシリコン酸化物、シリコン窒化物またはシリコン酸窒化物等により形成された薄膜により覆われておらず、パターン要素９７１の両側面を覆う２つの側壁９８１から露出している。
【００４８】
図３に示す基板９は、基板処理装置１とは異なる他の装置において形成される。具体的には、まず、シリコン基板本体９３上に絶縁膜９４、窒化チタン膜９５、窒化シリコン膜９６およびアモルファスシリコン層９７（すなわち、中間パターン）が順に形成されている状態で、図４に示すように、最上層のアモルファスシリコン層９７を覆う被覆膜９８がが形成される。被覆膜９８は、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜またはシリコン酸窒化膜である。被覆膜９８は、アモルファスシリコン層９７の各パターン要素９７１の上面および側面、並びに、各パターン要素９７１の間から露出する窒化シリコン膜９６の上面を全面に亘って被覆する。被覆膜９８の形成は、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学的気相成長）、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition：物理的気相成長）、または、ＡＬＤ（原子層堆積：Atomic Layer Deposition）により行われる。
【００４９】
続いて、図４に示す被覆膜９８に対して、ドライエッチングが行われる。当該ドライエッチングは、例えば、フルオロカーボン系ガス（ＣｘＦｙ）および酸素ガスを用いて生成されたプラズマによるプラズマエッチングである。当該ドライエッチングは、実質的に上下方向のみにエッチングが進行する異方性エッチングである。被覆膜９８に対して当該異方性エッチングが行われることにより、アモルファスシリコン層９７の各パターン要素９７１の上面が被覆膜９８から露出し、隣接するパターン要素９７１間の窒化シリコン膜９６の上面も被覆膜９８から露出する。また、アモルファスシリコン層９７の各パターン要素９７１の側面は、被覆膜９８により覆われた状態が維持される。これにより、図３に示す基板９が形成される。各パターン要素９７１の側面を覆う側壁９８１は、上述の被覆膜９８（図４参照）のうちドライエッチングの際に残置された部位である。
【００５０】
基板９では、当該ドライエッチングの際に、被覆膜９８から露出した各パターン要素９７１の上面（すなわち、アモルファスシリコン層９７のシリコン基板本体９３とは反対側の表面）に、酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）およびフッ素（Ｆ）等が入射し、図５に示すように、各パターン要素９７１の上面に変質層９７２が形成される。図５では、変質層９７２に、パターン要素９７１のうち変質層９７２以外の部位と異なる平行斜線を付す。前工程のドライエッチング由来の当該変質層９７２では、アモルファスシリコン層９７に入射した酸素および炭素と、アモルファスシリコン層９７のシリコンとが結合して「Ｓｉ−Ｏ結合」および「Ｓｉ−Ｃ結合」が形成されていると考えられる。そして、これらのＳｉ−Ｏ結合およびＳｉ−Ｃ結合が、基板処理装置１におけるアモルファスシリコン層９７のウェットエッチング（後述）を阻害する要因であると考えられる。なお、変質層９７２では、Ｓｉ−Ｏ結合およびＳｉ−Ｃ結合のうち一方のみが形成されている可能性もある。
【００５１】
次に、図６を参照しつつ、基板処理装置１における基板９の処理について説明する。基板処理装置１では、まず、図３に示すアモルファスシリコン層９７および側壁９８１を有する基板９が、図１に示す基板処理装置１に搬入され,基板保持部３１により水平状態で保持される（ステップＳ１１）。アモルファスシリコン層９７の表面には、図５に示すように、ドライエッチング由来の変質層９７２が形成されている。
【００５２】
続いて、照射制御部６２により紫外線照射部７が制御されることにより、紫外線ランプ７１が、図１中において二点鎖線にて示す照射位置に配置され、紫外線ランプ７１から基板９の上面９１全体に向けて紫外線が出射される。これにより、アモルファスシリコン層９７の変質層９７２に紫外線が照射される。紫外線ランプ７１から変質層９７２への紫外線の照射は、所定時間行われる。これにより、変質層９７２におけるＳｉ−Ｏ結合およびＳｉ−Ｃ結合が切断される。その結果、変質層９７２が改質されて改質層が生成される（ステップＳ１２）。
【００５３】
ステップＳ１２において、アモルファスシリコン層９７に照射される紫外線の波長は、上述のように、２５０ｎｍ以下であることが好ましい。波長２５０ｎｍ以下の紫外線のエネルギーは４７８ｋＪ／ｍｏｌ以上であり、Ｓｉ−Ｏ結合の結合エネルギーである４４３ｋＪ／ｍｏｌ、および、Ｓｉ−Ｃ結合の結合エネルギーである３３７ｋＪ／ｍｏｌよりも大きい。このため、波長２５０ｎｍ以下の紫外線を変質層９７２に照射することにより、変質層９７２のＳｉ−Ｏ結合およびＳｉ−Ｃ結合を好適に切断することができる。
【００５４】
ステップＳ１２において、紫外線ランプ７１からアモルファスシリコン層９７の変質層９７２に照射される紫外線の積算照射量は、好ましくは１０００ｍＪ／ｃｍ２以上である。当該積算照射量の上限は特に限定されないが、例えば３０００ｍＪ／ｃｍ２である。積算照射量は、アモルファスシリコン層９７の上面における紫外線の照度（ｍＷ／ｃｍ２）に、紫外線の照射時間（ｓｅｃ）を積算することにより求められる。
【００５５】
ステップＳ１２におけるアモルファスシリコン層９７への紫外線の照射は、好ましくは、低酸素雰囲気にて行われる。より好ましくは、当該紫外線の照射は、酸素濃度が１体積％以下の雰囲気中にて行われる。当該低酸素雰囲気は、様々な方法により実現されてよい。例えば、気流形成部１２からハウジング１１の内部空間に窒素（Ｎ２）ガス等の不活性ガスが供給され、ハウジング１１の内部空間が不活性ガス雰囲気とされることにより、上記低酸素雰囲気が実現されてもよい。ハウジング１１への不活性ガスの供給は、気流形成部１２以外のガス供給機構により行われてもよい。また、紫外線ランプ７１と基板９との間の空間にのみ、当該空間の側方等から不活性ガスが供給されることにより、上記紫外線の照射が低酸素雰囲気にて行われてもよい。
【００５６】
アモルファスシリコン層９７への紫外線照射が終了すると、ランプ昇降機構７２により、紫外線ランプ７１が上記照射位置から退避位置へと移動される。また、ノズル回転機構５１２により、ノズル５１が退避位置から基板９の上方へと移動される。そして、基板回転機構３３による基板９の回転が開始され、供給制御部６３により薬液供給部５２が制御されることにより、回転中の基板９に対してノズル５１から薬液が供給される。具体的には、ノズル５１から基板９の上面９１の中央部に向けて、液柱状の薬液が吐出される。基板９上に供給された薬液は、遠心力により基板９の中央部から径方向外方へと広がり、基板９の上面９１全体に付与される。
【００５７】
当該薬液は、水酸化アンモニウム水溶液等のエッチング液であり、上記改質層を表面に有するアモルファスシリコン層９７に薬液が供給されることにより、アモルファスシリコン層９７に対するウェットエッチングが行われる（ステップＳ１３）。基板９上では、アモルファスシリコン層９７の各パターン要素９７１が選択的にエッチングされて除去され、パターン要素９７１の側面を覆う側壁９８１はエッチングされず、窒化シリコン膜９６上に残置される。
【００５８】
基板処理装置１では、アモルファスシリコン層９７に対するウェットエッチングが行われている間、供給制御部６３によりノズル回転機構５１２が駆動されることにより、ノズル５１が基板９の上方にて略径方向に往復移動されてもよい。これにより、基板９の全面に対するエッチング液の付与の均一性を向上することができる。
【００５９】
図７は、上述のウェットエッチングにおけるアモルファスシリコン層９７のエッチングレートを示す図である。当該エッチングレートは、水酸化アンモニウムおよびＤＩＷを１：１５の比率で混合して作製した６５℃の水酸化アンモニウム水溶液をエッチング液として使用した場合のものである。図中の実施例１は、上述の改質層が表面に形成されているアモルファスシリコン層９７のエッチングレートを示す。実施例１では、上記ステップＳ１２における変質層９７２への紫外線の積算照射量は、１０００ｍＪ／ｃｍ２であった。また、比較例１は、変質層９７２が表面に形成されているアモルファスシリコン層９７（すなわち、紫外線照射前のアモルファスシリコン層）のエッチングレートを示す。比較例２は、表面に変質層９７２および改質層が形成されていないアモルファスシリコン層９７（すなわち、プラズマエッチングが施されていないアモルファスシリコン層）のエッチングレートを示す。
【００６０】
図７に示すように、比較例１のエッチングレートは、変質層９７２によりウェットエッチングが阻害されるため、比較例２のエッチングレートの３％程度と極めて低い。したがって、比較例１の状態では、アモルファスシリコン層９７のウェットエッチングは実質的に行われていない。一方、実施例１のエッチングレートは、紫外線照射により変質層９７２が改質されているため、比較例２のエッチングレートの約４３％まで回復している。したがって、アモルファスシリコン層９７に対するウェットエッチングを好適に行うことができる。なお、実施例１のエッチングレートは、比較例１のエッチングレートの１０倍以上である。
【００６１】
基板処理装置１では、ノズル５１からの薬液（すなわち、エッチング液）の供給が所定時間継続されることにより、側壁９８１の間からアモルファスシリコン層９７の全パターン要素９７１が除去され、基板９に対するウェットエッチングが終了する。
【００６２】
当該ウェットエッチングが終了すると、供給制御部６３によりリンス液供給部５３が制御されることにより、回転中の基板９の上面９１にノズル５１からリンス液が供給され、基板９のリンス処理が行われる（ステップＳ１４）。その後、リンス液の供給が停止され、基板９の乾燥処理が行われる（ステップＳ１５）。乾燥処理では、基板９の回転速度が増大され、基板９上に残っている処理液が、遠心力により基板９のエッジから径方向外方へとへと飛散し、基板９上から除去される。上述のステップＳ１３〜Ｓ１５中に基板９上から径方向外方へと飛散した薬液およびリンス液等の処理液は、カップ部４により受けられ、ハウジング１１の外部へと排出される。乾燥処理が終了した基板９は、基板処理装置１から搬出され、後工程を行う他の装置へと搬入される。当該他の装置では、例えば、側壁９８１をマスクとして用いて、窒化シリコン膜９６のドライエッチングが行われる。基板処理装置１では、上述のステップＳ１１〜Ｓ１５の処理が、複数の基板９に対して順次行われる。
【００６３】
以上に説明したように、上述の基板処理方法は、ドライエッチング由来の変質層９７２が表面に形成されたアモルファスシリコン層９７を有する基板９を水平状態で保持する工程（ステップＳ１１）と、変質層９７２に紫外線を照射することにより、変質層９７２を改質して改質層を生成する工程（ステップＳ１２）と、当該改質層を表面に有するアモルファスシリコン層９７に薬液を供給して、アモルファスシリコン層９７に対するウェットエッチングを行う工程（ステップＳ１３）と、を備える。
【００６４】
これにより、変質層９７２により低下したアモルファスシリコン層９７のエッチングレートを増大させることができる。その結果、アモルファスシリコン層９７のウェットエッチングを効率良く行うことができる。
【００６５】
上述のドライエッチングでは、フルオロカーボン系ガスおよび酸素ガスを用いて生成されたプラズマにより、アモルファスシリコン層９７の表面に形成された被覆膜９８のエッチングが行われることが好ましい。上記基板処理方法では、アモルファスシリコン層９７への紫外線照射により、変質層９７２におけるＳｉ−Ｏ結合およびＳｉ−Ｃ結合を切断することができるため、Ｓｉ−Ｏ結合およびＳｉ−Ｃ結合により低下したアモルファスシリコン層９７のエッチングレートを増大させることができる。
【００６６】
上述のように、好ましくは、アモルファスシリコン層９７は、基板９に対するマルチパターニング途上で形成された中間パターンである。また、上記ドライエッチングでは、当該中間パターンの上面および側面を覆う被覆膜９８に対する異方性エッチングが行われることにより、中間パターンの上面が被覆膜９８から露出し、中間パターンの側面を覆う被覆膜９８の側壁９８１が形成される。そして、上記ウェットエッチングでは、当該中間パターンが除去されて側壁９８１が残る。上記基板処理方法では、変質層９７２への紫外線照射により、アモルファスシリコン層９７のエッチングレートを増大させることができるため、基板９に対する上記マルチパターニングを効率良く行うことができる。
【００６７】
上述のように、ステップＳ１２において変質層９７２に照射される紫外線の波長は、２５０ｎｍ以下であることが好ましい。波長２５０ｎｍ以下の紫外線のエネルギーはＳｉ−Ｏ結合の結合エネルギーおよびＳｉ−Ｃ結合の結合エネルギーよりも大きいため、紫外線照射による変質層９７２の改質（すなわち、変質層９７２におけるＳｉ−Ｏ結合およびＳｉ−Ｃ結合の切断）を好適に行うことができる。
【００６８】
上述のように、ステップＳ１２における紫外線の積算照射量は、１０００ｍＪ／ｃｍ２以上であることが好ましい。これにより、紫外線照射による変質層９７２の改質を好適に行うことができる。
【００６９】
上述のように、ステップＳ１２における紫外線の照射は、低酸素雰囲気にて行われることが好ましい。これにより、アモルファスシリコン層９７に照射される途上の紫外線が、酸素により吸収されることを防止または抑制することができる。その結果、紫外線照射による変質層９７２の改質を効率良く行うことができる。
【００７０】
上述の基板処理装置１は、基板保持部３１と、紫外線照射部７と、薬液供給部５２とを備える。基板保持部３１は、ドライエッチング由来の変質層９７２が表面に形成されたアモルファスシリコン層９７を有する基板９を、水平状態で保持する。紫外線照射部７は、変質層９７２に紫外線を照射することにより、変質層９７２を改質して改質層を生成する。薬液供給部５２は、当該改質層を表面に有するアモルファスシリコン層９７に薬液を供給して、アモルファスシリコン層９７に対するウェットエッチングを行う。これにより、上記と同様に、変質層９７２により低下したアモルファスシリコン層９７のエッチングレートを増大させることができる。その結果、アモルファスシリコン層９７のウェットエッチングを効率良く行うことができる。
【００７１】
基板処理装置１による基板９の処理では、図８に示すように、ステップＳ１２におけるアモルファスシリコン層９７に対する紫外線の照射と、ステップＳ１３におけるアモルファスシリコン層９７に対する薬液（すなわち、エッチング液）の供給との間に、アモルファスシリコン層９７に対する前処理（ステップＳ１２１）が行われてもよい。ステップＳ１２１では、アモルファスシリコン層９７に対して、ステップＳ１３の薬液とは異なる他の薬液（例えば、フッ酸（ＨＦ））が供給され、これにより、アモルファスシリコン層９７の表面（すなわち、変質層９７２の上面）の表面自然酸化膜が除去される。
【００７２】
この場合、基板処理装置１の処理液供給部５には、図９に示すように、薬液供給部５２およびリンス液供給部５３に加えて、当該他の薬液を基板９に供給する他の薬液供給部５４がさらに設けられる。他の薬液供給部５４は、ノズル５１と、アーム５１１（図１参照）と、ノズル回転機構５１２（図１参照）と、他の薬液供給源５４１と、他の薬液配管５４２とを備える。ノズル５１は、他の薬液配管５４２を介して他の薬液供給源５４１に接続される。ノズル５１は、他の薬液供給源５４１から送出された上記他の薬液（例えば、濃度０．３％の常温の希フッ酸）を、基板９の上面９１に向けて吐出する他の薬液吐出部でもある。なお、当該他の薬液を吐出するノズルは、上述のエッチング液吐出用のノズルとは別に設けられてもよい。
【００７３】
以上に説明したように、上述の基板処理方法は、ステップＳ１２とステップＳ１３との間に、アモルファスシリコン層９７に他の薬液を供給してアモルファスシリコン層９７の表面自然酸化膜を除去する工程（ステップＳ１２１）をさらに備えることが好ましい。このように、アモルファスシリコン層９７のウェットエッチングの前に表面自然酸化膜を除去することにより、表面自然酸化膜によるエッチングレートの低下を防止または抑制することができる。その結果、アモルファスシリコン層９７のウェットエッチングをさらに効率良く行うことができる。
【００７４】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る基板処理装置１ａについて説明する。図１０は、基板処理装置１ａの構成を示す側面図である。基板処理装置１ａでは、図３に示す基板９に対して、図１に示す基板処理装置１と略同様の処理が行われ、アモルファスシリコン層９７がウェットエッチングされる。
【００７５】
基板処理装置１ａは、照射ユニット１４と、液処理ユニット１５と、制御部６と、ハウジング１１とを備える。照射ユニット１４および液処理ユニット１５は、１つのハウジング１１の内部に配置される。制御部６は、図１に示す制御部６と同様の構造を有する。制御部６は、上述のように、記憶部６１と、照射制御部６２と、供給制御部６３とを備える。
【００７６】
照射ユニット１４は、第１基板保持部３１ａと、紫外線照射部７ａとを備える。第１基板保持部３１ａは、図１に示す基板保持部３１と略同様の構造を有し、水平状態の基板９を下側から保持する。なお、図１０に示す例では、照射ユニット１４には基板回転機構３３は設けられておらず、第１基板保持部３１ａは回転しない。
【００７７】
紫外線照射部７ａは、紫外線ランプ７１ａと、照射領域走査機構７３とを備える。紫外線ランプ７１ａは、図中の紙面に垂直な方向に略直線状に延びる略棒状のランプである。紫外線ランプ７１ａから出射された紫外線は、基板９上において紙面に垂直な方向に略直線状に延びる帯状または線状の照射領域に照射される。当該照射領域は、基板９の上面９１の一部であり、紙面に垂直な方向に基板９の上面９１を横断する。紫外線ランプ７１ａとしては、上述の紫外線ランプ７１と同様に、エキシマランプまたは低圧水銀ランプ等が利用される。紫外線ランプ７１ａから出射される紫外線の波長は、好ましくは２５０ｎｍ以下であり、より好ましくは１７２ｎｍ以下である。当該紫外線の波長の下限は、特に限定されないが、例えば１２０ｎｍ以上である。
【００７８】
照射領域走査機構７３は、紫外線ランプ７１ａを基板９の上方において図中の左右方向に移動することにより、基板９上の照射領域を図中の左右方向に走査する。照射領域走査機構７３は、例えば、電動リニアモータ、または、ボールネジおよび電動回転式モータを備える。基板処理装置１ａでは、制御部６の照射制御部６２が照射領域走査機構７３を制御することにより、紫外線ランプ７１ａの移動速度が制御され、基板９上における紫外線の照射領域の走査速度が制御される。なお、紫外線ランプ７１ａの移動中、紫外線ランプ７１ａからの出力は略一定に維持される。
【００７９】
液処理ユニット１５は、紫外線照射部７が省略されている点、および、基板保持部３１と同様の構造を有する第２基板保持部３１ｂを備える点を除き、図１に示す基板処理装置１と略同様の構造を有する。以下の説明では、液処理ユニット１５において基板処理装置１の各構成に対応する構成に同符号を付す。基板処理装置１ａでは、第１基板保持部３１ａおよび第２基板保持部３１ｂにより、基板９を水平状態で保持する基板保持部３１が構成される。
【００８０】
液処理ユニット１５では、ノズル５１から基板９の上面９１に薬液（すなわち、エッチング液）が吐出される際に、ノズル回転機構５１２によりノズル５１が基板９の上方にて略径方向に往復移動される。これにより、基板９の上面９１上における薬液の吐出位置が走査される。換言すれば、ノズル回転機構５１２は、基板９の上面９１上における薬液の吐出位置を走査する吐出位置走査機構である。基板処理装置１ａでは、制御部６の供給制御部６３がノズル回転機構５１２を制御することにより、ノズル５１の移動速度が制御され、基板９上における薬液の吐出位置の走査速度が制御される。
【００８１】
基板処理装置１ａにおける基板９の処理の流れは、図６に示すステップＳ１１〜Ｓ１５と略同様である。基板処理装置１ａにおける基板９の処理では、まず、図３に示すアモルファスシリコン層９７および側壁９８１を有する基板９が、基板処理装置１ａに搬入され、照射ユニット１４の第１,基板保持部３１ａにより水平状態で保持される（ステップＳ１１）。アモルファスシリコン層９７の表面には、上述のように、ドライエッチング由来の変質層９７２（図５参照）が形成されている。
【００８２】
続いて、照射制御部６２により照射ユニット１４の紫外線照射部７ａが制御されることにより、アモルファスシリコン層９７の変質層９７２への紫外線の照射が行われる。具体的には、紫外線ランプ７１ａから紫外線が出射され、基板９の上面９１上において略直線状に延びる照射領域に照射される。そして、照射領域走査機構７３により、紫外線ランプ７１ａが基板９の上方にて図中の左側から右側へと走査されることにより、基板９の上面９１全体に対する紫外線の照射が行われる。これにより、変質層９７２におけるＳｉ−Ｏ結合およびＳｉ−Ｃ結合が切断されて変質層９７２が改質され、上述の改質層が生成される（ステップＳ１２）。
【００８３】
ステップＳ１２において、アモルファスシリコン層９７に照射される紫外線の波長は、上述のように、２５０ｎｍ以下であることが好ましい。これにより、紫外線照射による変質層９７２の改質（すなわち、変質層９７２におけるＳｉ−Ｏ結合およびＳｉ−Ｃ結合の切断）を好適に行うことができる。ステップＳ１２において、紫外線ランプ７１ａからアモルファスシリコン層９７の変質層９７２に照射される紫外線の積算照射量は、上記と同様に、１０００ｍＪ／ｃｍ２以上であることが好ましい。これにより、紫外線照射による変質層９７２の改質を好適に行うことができる。
【００８４】
ステップＳ１２におけるアモルファスシリコン層９７への紫外線の照射は、好ましくは、低酸素雰囲気にて行われる。これにより、上記と同様に、アモルファスシリコン層９７に照射される途上の紫外線が、酸素により吸収されることを防止または抑制することができる。その結果、紫外線照射による変質層９７２の改質を効率良く行うことができる。なお、ステップＳ１２では、紫外線ランプ７１ａが基板９の上方にて左右方向に往復することにより、基板９に対して複数回の紫外線の走査が行われてもよい。
【００８５】
ステップＳ１２が終了すると、ロボットハンド等の搬送機構（図示省略）により、基板９が照射ユニット１４から液処理ユニット１５へと搬送され、液処理ユニット１５の第２基板保持部３１ｂにより水平状態で保持される。続いて、基板回転機構３３による基板９の回転が開始され、供給制御部６３により薬液供給部５２（図２参照）が制御されることにより、回転中の基板９に対してノズル５１から薬液（すなわち、エッチング液）が供給される。上述のように、ノズル５１は、ノズル回転機構５１２により基板９の上方にて略径方向に往復移動され、基板９の上面９１上における薬液の吐出位置が走査される。そして、上記改質層を表面に有するアモルファスシリコン層９７に薬液が供給されることにより、アモルファスシリコン層９７に対するウェットエッチングが行われる（ステップＳ１３）。
【００８６】
当該ウェットエッチングが終了すると、回転中の基板９の上面９１にノズル５１からリンス液が供給され、基板９のリンス処理が行われる（ステップＳ１４）。その後、リンス液の供給が停止され、基板９の乾燥処理が行われる（ステップＳ１５）。基板処理装置１ａでは、上述のステップＳ１１〜Ｓ１５の処理が、複数の基板９に対して順次行われる。なお、基板処理装置１ａにおいても、ステップＳ１２とステップＳ１３との間に、上述のステップＳ１２１（図８参照）が行われてもよい。
【００８７】
基板処理装置１ａでは、図１に示す基板処理装置１と同様に、変質層９７２により低下したアモルファスシリコン層９７のエッチングレートを増大させることができる。具体的には、変質層９７２におけるＳｉ−Ｏ結合およびＳｉ−Ｃ結合を切断することにより、アモルファスシリコン層９７のエッチングレートを増大させることができる。これにより、アモルファスシリコン層９７のウェットエッチングを効率良く行うことができる。その結果、基板９に対する上記マルチパターニングを効率良く行うことができる。
【００８８】
上述のように、基板処理装置１ａでは、ステップＳ１２において、基板９上における紫外線の照射領域が走査される。このとき、好ましくは、照射制御部６２により照射領域走査機構７３が制御されることにより、アモルファスシリコン層９７のうち変質層９７２が厚い領域に対する紫外線の照射領域の走査速度が、変質層９７２が薄い領域に対する紫外線の照射領域の走査速度よりも小さくされる。これにより、アモルファスシリコン層９７のうち、変質層９７２が厚い領域に対する紫外線の積算照射量が、変質層９７２が薄い領域に対する紫外線の積算照射量よりも大きくなる。その結果、アモルファスシリコン層９７の全体における変質層９７２の改質の均一性を向上することができる。なお、当該改質の均一性向上は、アモルファスシリコン層９７の全体におけるエッチングレートの均一性向上により確認することができる。
【００８９】
基板処理装置１ａでは、照射制御部６２により紫外線ランプ７１ａの出力が制御され、変質層９７２が厚い領域に対する紫外線の照度が、変質層９７２が薄い領域に対する紫外線の照度よりも大きくされてもよい。この場合、紫外線の照射領域の走査速度を一定に維持しつつ、アモルファスシリコン層９７のうち、変質層９７２が厚い領域に対する紫外線の積算照射量を、変質層９７２が薄い領域に対する紫外線の積算照射量よりも大きくすることができる。その結果、上記と同様に、アモルファスシリコン層９７の全体における変質層９７２の改質の均一性を向上することができる。
【００９０】
上述のように、基板処理装置１ａでは、ステップＳ１３において、基板９上における薬液の吐出位置が走査される。このとき、好ましくは、供給制御部６３によりノズル回転機構５１２（すなわち、吐出位置走査機構）が制御されることにより、アモルファスシリコン層９７のうち変質層９７２が厚い領域に対する薬液の吐出位置の走査速度が、変質層９７２が薄い領域に対する薬液の吐出位置の走査速度よりも小さくされる。これにより、アモルファスシリコン層９７のうち、変質層９７２が厚い領域に対する薬液の吐出時間が、変質層９７２が薄い領域に対する薬液の吐出時間よりも長くなる。その結果、アモルファスシリコン層９７の全体におけるウェットエッチングの均一性（例えば、ウェットエッチングの進行速度の均一性）を向上することができる。
【００９１】
上述の基盤処理方法および基板処理装置１，１ａでは、様々な変更が可能である。
【００９２】
例えば、ステップＳ１２におけるアモルファスシリコン層９７への紫外線照射は、必ずしも低酸素雰囲気にて行われる必要はなく、例えば大気雰囲気にて行われてもよい。
【００９３】
ステップＳ１２では、変質層９７２の種類や厚さ等に合わせて、アモルファスシリコン層９７に対する紫外線の積算照射量は適宜変更されてよい。例えば、アモルファスシリコン層９７に対する紫外線の積算照射量は、１０００ｍＪ／ｃｍ２未満であってもよい。
【００９４】
ステップＳ１２では、変質層９７２の種類や厚さ等に合わせて、アモルファスシリコン層９７に照射される紫外線の波長も適宜変更されてよい。例えば、アモルファスシリコン層９７に照射される紫外線の波長は、２５０ｎｍよりも長くてもよい。
【００９５】
基板処理装置１，１ａにおいて処理される基板９のアモルファスシリコン層９７は、必ずしも、基板９に対するマルチパターニング途上で形成された中間パターンである必要はなく、マルチパターニング以外の処理が施されたアモルファスシリコン層であってもよい。
【００９６】
基板処理装置１，１ａにおいて改質される変質層９７２は、必ずしも、フルオロカーボン系ガスおよび酸素ガスを用いて生成されたプラズマによるプラズマエッチングの際に形成されたものには限定されず、他の処理によりアモルファスシリコン層９７の表面が変質したものであってもよい。
【００９７】
基板処理装置１では、アモルファスシリコン層９７に対する紫外線の照射は、図１０に示す紫外線照射部７ａにより行われてもよい。また、基板処理装置１ａでは、アモルファスシリコン層９７に対する紫外線の照射は、図１に示す紫外線照射部７により行われてもよい。また、基板処理装置１ａでは、照射ユニット１４と液処理ユニット１５とは異なるハウジングに収容されてもよい。
【００９８】
上述の基板処理装置１は、半導体基板以外に、液晶表示装置または有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置等の平面表示装置（Flat Panel Display）に使用されるガラス基板、あるいは、他の表示装置に使用されるガラス基板の処理に利用されてもよい。また、上述の基板処理装置１は、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等の処理に利用されてもよい。
【００９９】
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。
【符号の説明】
【０１００】
１，１ａ    基板処理装置
７，７ａ    紫外線照射部
９    基板
３１    基板保持部
３１ａ    第１基板保持部
３１ｂ    第２基板保持部
５１    ノズル
５２    薬液供給部
５４    他の薬液供給部
６２    照射制御部
６３    供給制御部
７１，７１ａ    紫外線ランプ
７３    照射領域走査機構
９７    アモルファスシリコン層
９８    被覆膜
５１２    ノズル回転機構
９７２    変質層
９８１    側壁
Ｓ１１〜Ｓ１５    ステップ
【図１】
2020155603.tif 000003
【図２】
2020155603.tif 000004
【図３】
2020155603.tif 000005
【図４】
2020155603.tif 000006
【図５】
2020155603.tif 000007
【図６】
2020155603.tif 000008
【図７】
2020155603.tif 000009
【図８】
2020155603.tif 000010
【図９】
2020155603.tif 000011
【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年5月20日(2020.5.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
当該ウェットエッチングが終了すると、供給制御部６３によりリンス液供給部５３が制御されることにより、回転中の基板９の上面９１にノズル５１からリンス液が供給され、基板９のリンス処理が行われる（ステップＳ１４）。その後、リンス液の供給が停止され、基板９の乾燥処理が行われる（ステップＳ１５）。乾燥処理では、基板９の回転速度が増大され、基板９上に残っている処理液が、遠心力により基板９のエッジから径方向外方へと飛散し、基板９上から除去される。上述のステップＳ１３〜Ｓ１５中に基板９上から径方向外方へと飛散した薬液およびリンス液等の処理液は、カップ部４により受けられ、ハウジング１１の外部へと排出される。乾燥処理が終了した基板９は、基板処理装置１から搬出され、後工程を行う他の装置へと搬入される。当該他の装置では、例えば、側壁９８１をマスクとして用いて、窒化シリコン膜９６のドライエッチングが行われる。基板処理装置１では、上述のステップＳ１１〜Ｓ１５の処理が、複数の基板９に対して順次行われる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
基板処理装置１ａにおける基板９の処理の流れは、図６に示すステップＳ１１〜Ｓ１５と略同様である。基板処理装置１ａにおける基板９の処理では、まず、図３に示すアモルファスシリコン層９７および側壁９８１を有する基板９が、基板処理装置１ａに搬入され、照射ユニット１４の第１基板保持部３１ａにより水平状態で保持される（ステップＳ１１）。アモルファスシリコン層９７の表面には、上述のように、ドライエッチング由来の変質層９７２（図５参照）が形成されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９１】
上述の基板処理方法および基板処理装置１，１ａでは、様々な変更が可能である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2020155603.tif 000013
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2020155603.tif 000014
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2020155603.tif 000015
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
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