(57)【要約】【課題】エッチングレートを高めることができ、エッチング選択比の低下を抑制できる基板処理装置を提供すること。【解決手段】基板処理装置は、スピンチャック５に保持されている基板Ｗの上面にリン酸水溶液を供給することにより、基板Ｗの上面全域を覆うリン酸水溶液の液膜を形成するリン酸供給装置と、リン酸水溶液の液膜に沿って配置されており、平面視で基板Ｗよりも大きい被覆面６６によって基板Ｗの上面をリン酸水溶液の液膜を介して覆う被覆部材６２と、リン酸水溶液の液膜が基板Ｗ上に保持されている状態で基板Ｗを加熱する加熱装置１０と、リン酸水溶液の液膜に純水を供給する純水供給装置３６とを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を水平に保持する基板保持手段と、
前記基板保持手段に保持されている基板の上面にリン酸水溶液を供給することにより、前記基板の上面全域を覆うリン酸水溶液の液膜を形成するリン酸供給手段と、
前記リン酸供給手段を制御することにより、前記リン酸供給手段から前記基板へのリン酸水溶液の供給を停止させた状態で前記リン酸水溶液の液膜を前記基板上に保持させる制御手段と、
平面視で前記基板よりも大きい被覆面を有し、前記リン酸水溶液の液膜に沿って配置されており、前記被覆面によって前記基板の上面を前記リン酸水溶液の液膜を介して覆う被覆部材と、
前記リン酸水溶液の液膜が前記基板上に保持されている状態で前記基板を加熱する加熱手段と、
前記リン酸水溶液の液膜に水を供給する水供給手段とを含む、基板処理装置。
【請求項２】
前記水供給手段は、リン酸水溶液が前記基板から排出されない流量で前記リン酸水溶液の液膜に水を供給し、前記基板上にパドル状のリン酸水溶液の液膜を維持する、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記被覆部材の前記被覆面は、赤外線を透過する材料で形成されており、
前記加熱手段は、前記被覆面の上方に配置された赤外線ランプを含み、前記赤外線ランプから放出された赤外線を前記被覆面を介して基板に照射する、請求項１または２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記被覆部材は、前記被覆面が前記リン酸水溶液の液膜に接触する接触位置に配置される、請求項３に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記被覆部材は、前記リン酸水溶液の液膜を取り囲む内周面をさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記基板保持手段は、前記基板の上面中央部を通る鉛直線まわりに前記基板を回転させるスピンモータを含み、
前記水供給手段は前記被覆面で開口し前記リン酸水溶液の液膜に向けて水を吐出する複数の水吐出口を含み、当該複数の水吐出口は前記基板の中心からの距離がそれぞれ異なる複数の位置に前記水を吐出する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記複数の水吐出口は、前記基板の回転方向の位置がそれぞれ異なる複数の位置に前記水を吐出する、請求項６に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記複数の水吐出口の少なくとも一つは前記基板の上面中央部に前記水を吐出する、請求項６または７に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記加熱手段は、前記基板の上面全域に向けて熱を発する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記基板保持手段は、前記基板の上面中央部を通る鉛直線まわりに前記基板を回転させるスピンモータを含み、
前記被覆部材の前記被覆面は、赤外線を透過する材料で形成されており、
前記加熱手段は、前記被覆面の上方に配置されており、前記基板の上面の一部領域に赤外線を照射する赤外線ランプと、前記赤外線ランプを移動させることにより、前記基板の上面に対する赤外線の照射位置を前記基板の半径方向に移動させるヒータ移動手段とを含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１１】
前記基板保持手段は、前記基板の上面中央部を通る鉛直線まわりに前記基板を回転させるスピンモータを含み、
前記被覆部材の前記被覆面は、赤外線を透過する材料で形成されており、
前記加熱手段は、前記被覆面の上方に配置されており、前記基板の上面中央部から前記基板の上面周縁部まで前記基板の半径方向に延びる矩形状の領域に向けて赤外線を放出する赤外線ランプを含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１２】
前記基板保持手段は、前記基板の上面中央部を通る鉛直線まわりに前記基板を回転させるスピンモータを含み、
前記水供給手段は、前記被覆面で開口し前記リン酸水溶液の液膜に向けて水を吐出する複数の水吐出口と、前記複数の水吐出口から吐出される水の流量を個別に調整する複数の水流量調整バルブとを有し、前記複数の水吐出口は前記基板の中心からの距離が異なる複数の位置に前記水を吐出し、
前記制御手段は、前記基板の上面中央部に供給される単位面積あたりの水の量が前記基板の上面周縁部に供給される単位面積あたりの水の量よりも多くなるように、前記水供給手段を制御する、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を処理する基板処理装置に関する。処理対象となる基板には、たとえば、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、ＦＥＤ（Field Emission Display）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、太陽電池用基板などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や液晶表示装置などの製造工程では、シリコン窒化膜とシリコン酸化膜とが形成された基板の表面にエッチング液としての高温のリン酸水溶液を供給して、シリコン窒化膜を選択的に除去するエッチング処理が必要に応じて行われる。特許文献１には、沸点付近のリン酸水溶液をスピンチャックに保持されている基板に供給する枚葉式の基板処理装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２―０７４６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の基板処理装置では、１００℃以上の高温のリン酸水溶液が基板に供給されるので、リン酸水溶液からは水分が徐々に蒸発する。その際、リン酸水溶液中で２Ｈ３ＰＯ４→Ｈ４Ｐ２Ｏ７＋Ｈ２Ｏの反応が起こり、リン酸（Ｈ３ＰＯ４）からピロリン酸（pyrophosphoric acid：Ｈ４Ｐ２Ｏ７）が生成される。ピロリン酸はシリコン酸化膜をエッチングする能力を有している。本来は、シリコン窒化酸のみをエッチングし、シリコン酸化膜はエッチングせずできるだけ多く残存させることが望ましい。シリコン酸化膜のエッチング量を抑制しつつシリコン窒化膜のエッチング量を向上させると、エッチング選択比（シリコン窒化膜のエッチング量／シリコン酸化膜のエッチング量）の値を高くすることができる。しかし、前記のピロリン酸が発生すると本来は残存させたいシリコン酸化膜もエッチングされてしまうため、エッチング選択比が低下してしまう。
【０００５】
そこで、本発明の目的の一つは、エッチングレート（単位時間あたりのシリコン窒化膜のエッチング量）を高めると共に、エッチング選択比の低下を抑制できる基板処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板を水平に保持する基板保持手段と、前記基板保持手段に保持されている基板の上面にリン酸水溶液を供給することにより、前記基板の上面全域を覆うリン酸水溶液の液膜を形成するリン酸供給手段と、前記リン酸供給手段を制御することにより、前記リン酸供給手段から前記基板へのリン酸水溶液の供給を停止させた状態で前記リン酸水溶液の液膜を前記基板上に保持させる制御手段と、平面視で前記基板よりも大きい被覆面を有し、前記リン酸水溶液の液膜に沿って配置されており、前記被覆面によって前記基板の上面を前記リン酸水溶液の液膜を介して覆う被覆部材と、前記リン酸水溶液の液膜が前記基板上に保持されている状態で前記基板を加熱する加熱手段と、前記リン酸水溶液の液膜に水を供給する水供給手段とを含む、基板処理装置である。
【０００７】
この構成によれば、リン酸供給手段が、基板保持手段によって水平に保持されている基板の上面にエッチング液としてのリン酸水溶液を供給する。これにより、基板の上面全域を覆うリン酸水溶液の液膜が形成され、基板へのリン酸水溶液の供給が停止されている状態でリン酸水溶液の液膜が基板上に保持される。そして、基板の上面がリン酸水溶液の液膜を介して被覆部材の被覆面に覆われている状態で、基板が加熱手段によって加熱される。これにより、リン酸水溶液が加熱され、エッチングレートが高められる。さらに、水供給手段が、基板上のリン酸水溶液の液膜に水を供給するので、Ｈ４Ｐ２Ｏ７＋Ｈ２Ｏ→２Ｈ３ＰＯ４の反応によって、リン酸水溶液中のピロリン酸（Ｈ４Ｐ２Ｏ７）が減少する。これにより、エッチング選択比の低下要因であるピロリン酸のリン酸水溶液中の存在量を抑制することができるため、エッチング選択比の低下を抑制できる。
【０００８】
さらに、平面視で基板よりも大きい被覆面がリン酸水溶液の液膜を介して基板の上面を覆っているので、リン酸水溶液からの水の蒸発が被覆部材によって抑制され、水の蒸発量が低減される。これにより、リン酸水溶液の濃度変化を抑制できる。また、ピロリン酸の発生が低減されるため、エッチング選択比の低下を抑制または低減することができる。
請求項２に記載の発明は、前記水供給手段は、リン酸水溶液が前記基板から排出されない流量で前記リン酸水溶液の液膜に水を供給し、前記基板上にパドル状のリン酸水溶液の液膜を維持する、請求項１に記載の基板処理装置である。
【０００９】
この構成によれば、基板への水の供給流量は、リン酸水溶液が基板から排出されない値に設定されている。そのため、十分な活性を有するリン酸水溶液が基板から排出されることを防止できる。これにより、リン酸水溶液を効率的に使用できる。さらに、基板上のリン酸水溶液に供給される水が少ないので、リン酸水溶液の濃度および温度の変化を抑制できる。これにより、エッチング選択比の低下を抑制しながら、水の供給に伴うエッチングレートの変動を抑制できる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記被覆部材の前記被覆面は、赤外線を透過する材料で形成されており、前記加熱手段は、前記被覆面の上方に配置された赤外線ランプを含み、前記赤外線ランプから放出された赤外線を前記被覆面を介して基板に照射する、請求項１または２に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、被覆部材の被覆面が、赤外線を透過する材料で形成されている。赤外線ランプから放出された赤外線は、被覆面を介して基板に照射される。これにより、液膜の上面全域が被覆面で覆われた状態で、基板上のリン酸水溶液が加熱される。したがって、リン酸水溶液からの水の蒸発を抑制しながら、エッチングレートを高めることができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明のように、前記被覆部材は、前記被覆面が前記リン酸水溶液の液膜に接触する接触位置に配置されていてもよい。また、前記被覆部材は、前記被覆面が前記リン酸水溶液の液膜から離れた非接触位置に配置されていてもよい。
いずれの構成においても、液膜の上面全域が被覆面で覆われた状態で、基板上のリン酸水溶液が加熱されるので、リン酸水溶液からの水の蒸発を抑制できる。特に、被覆面がリン酸水溶液の液膜に接触している状態で基板上のリン酸水溶液が加熱される場合には、リン酸やシロキサンの結晶が被覆面に付着したとしても、この結晶は、被覆面に接するリン酸水溶液に溶解して被覆面から除去される。したがって、結晶の付着によって被覆面が白濁し、基板に照射されるべき赤外線が被覆面の曇りによって遮られることを抑制または防止できる。これにより、赤外線ランプの輻射熱を基板に効率的に伝達することができる。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、前記被覆部材は、前記リン酸水溶液の液膜を取り囲む内周面をさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、リン酸水溶液の液膜が、被覆部材の内周面によって取り囲まれる。リン酸水溶液の液膜は、被覆部材の被覆面と基板の上面との間の密閉度の高い空間に配置されている。被覆部材の被覆面が、基板の上面を覆っていることに加えて、被覆部材の内周面が、リン酸水溶液の液膜の周囲に配置されているので、リン酸水溶液の液膜が配置される空間の密閉度が高められている。したがって、リン酸水溶液からの水の蒸発量がさらに低減される。そのため、リン酸水溶液の濃度変化を抑制できる。また、リン酸水溶液中のピロリン酸を減少させることができるため、エッチング選択比の低下を抑制することができる。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、前記基板保持手段は、前記基板の上面中央部を通る鉛直線まわりに前記基板を回転させるスピンモータを含み、前記水供給手段は前記被覆面で開口し前記リン酸水溶液の液膜に向けて水を吐出する複数の水吐出口を含み、当該複数の水吐出口は前記基板の中心からの距離がそれぞれ異なる複数の位置に前記水を吐出する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
【００１４】
この構成によれば、被覆面で開口する複数の水吐出口から吐出された水は、リン酸水溶液の液膜の複数の位置に着液する。この複数の位置は、基板の中心からの距離がそれぞれ異なる位置である。したがって、基板保持手段が鉛直線まわりに基板を回転させている状態で、複数の水吐出口がリン酸水溶液の液膜に向けて水を吐出すると、リン酸水溶液の液膜に水が均一に供給される。これにより、リン酸水溶液の濃度の面内均一性を高めることができる。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、前記複数の水吐出口は、前記基板の回転方向の位置がそれぞれ異なる複数の位置に水を吐出する、請求項６に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、被覆面で開口する複数の水吐出口から吐出された水は、基板の中心からの距離がそれぞれ異なる複数の位置であって、基板の回転方向に離れた複数の位置に着液する。したがって、基板保持手段が鉛直線まわりに基板を回転させている状態で、複数の水吐出口が基板の上面に向けて水を吐出すると、リン酸水溶液の液膜に水が均一に供給される。これにより、リン酸水溶液の濃度の面内均一性を高めることができる。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、前記複数の水吐出口の少なくとも一つは前記基板の上面中央部に水を吐出する、請求項６または７に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、基板の周縁部よりも効率的に加熱される基板の中央部に向けて水が吐出されているため、基板の中央部の昇温を適切に抑制することができる。
請求項９に記載の発明は、前記加熱手段は、前記基板の上面全域に向けて熱を発する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
【００１７】
この構成によれば、加熱手段が基板の上面全域に向けて熱を発するので、基板が均一に加熱される。したがって、リン酸水溶液の液膜が均一に加熱される。そのため、エッチングの均一性を高めることができる。
請求項１０に記載の発明は、前記基板保持手段は、前記基板の上面中央部を通る鉛直線まわりに前記基板を回転させるスピンモータを含み、前記被覆部材の前記被覆面は、赤外線を透過する材料で形成されており、前記加熱手段は、前記被覆面の上方に配置されており、前記基板の上面の一部領域に赤外線を照射する赤外線ランプと、前記赤外線ランプを移動させることにより、前記基板の上面に対する赤外線の照射位置を前記基板の半径方向に移動させるヒータ移動手段とを含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
【００１８】
この構成によれば、被覆部材の被覆面が、赤外線を透過する材料で形成されている。赤外線ランプは、被覆面の上方に配置されている。赤外線ランプから放出された赤外線は、被覆面を介して基板の上面の一部領域に照射される。ヒータ移動手段は、赤外線ランプを移動させることにより、基板の上面に対する赤外線の照射位置を基板の半径方向（回転半径方向）に移動させる。これにより、基板の上面全域が赤外線の照射位置によって走査され、基板の上面全域が加熱される。したがって、リン酸水溶液の液膜を均一に加熱でき、エッチングの均一性を高めることができる。
【００１９】
請求項１１に記載の発明は、前記基板保持手段は、前記基板の上面中央部を通る鉛直線まわりに前記基板を回転させるスピンモータを含み、前記被覆部材の前記被覆面は、赤外線を透過する材料で形成されており、前記加熱手段は、前記被覆面の上方に配置されており、前記基板の上面中央部から前記基板の上面周縁部まで前記基板の半径方向に延びる矩形状の領域に向けて赤外線を放出する赤外線ランプを含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
【００２０】
この構成によれば、被覆部材の被覆面が、赤外線を透過する材料で形成されている。赤外線ランプは、被覆面の上方に配置されている。赤外線ランプから放出された赤外線は、被覆面を介して基板の上面に照射される。赤外線ランプは、基板保持手段が基板を回転させている状態で、基板の上面中央部から基板の上面周縁部まで基板の半径方向に延びる矩形状の領域に赤外線を照射する。したがって、加熱手段は、赤外線ランプを移動させずに、基板の上面全域に赤外線を照射できる。そのため、リン酸水溶液の液膜を均一に加熱でき、エッチングの均一性を高めることができる。
【００２１】
請求項１２に記載の発明は、前記基板保持手段は、前記基板の上面中央部を通る鉛直線まわりに前記基板を回転させるスピンモータをさらに有し、前記水供給手段は、前記被覆面で開口し前記リン酸水溶液の液膜に向けて水を吐出する複数の水吐出口と、前記複数の水吐出口から吐出される水の流量を個別に調整する複数の水流量調整バルブとを有し、前記複数の水吐出口は前記基板の中心からの距離が異なる複数の位置に前記水を吐出し、前記制御手段は、前記基板の上面中央部に供給される単位面積あたりの水の量が前記基板の上面周縁部に供給される単位面積あたりの水の量よりも多くなるように、前記水供給手段を制御する、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
【００２２】
この構成によれば、被覆面で開口する複数の水吐出口は基板の中心からの距離が異なる、リン酸水溶液内の複数の位置に向けて水を吐出する。複数の水吐出口から吐出される水の流量は、複数の水流量調整バルブによって個別に調整される。したがって、リン酸水溶液の液膜の各部に供給される水の流量を個別に調整することができる。制御手段は、基板の上面周縁部に供給される水よりも多くの水が基板の上面中央部に供給されるように、水供給手段を制御する。このため、基板の上面中央部に供給される単位面積あたりの水の量は、基板の上面周縁部に供給される単位面積あたりの水の量よりも多くすることができる。
【００２３】
スピンモータが基板を回転させるとリン酸水溶液の液膜に遠心力が作用する。このとき、リン酸水溶液の基板上面中央部での濃度が基板上面周縁部での濃度よりも高くなることがある。請求項１１に係る発明によればこのような濃度の不均一性を解消することができるためエッチングの均一性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置に備えられた処理ユニットの内部を水平に見た模式図である。
【図２】被覆部材の縦断面およびスピンチャックを示す模式図である。
【図３】被覆部材の底面を示す模式図である。
【図４】処理ユニットによって行われる基板の処理の一例について説明するための工程図である。
【図５Ａ】リン酸供給工程が行われているときの基板を示す模式図である。
【図５Ｂ】パドル工程が行われているときの基板を示す模式図である。
【図５Ｃ】パドル工程、加熱工程、および純水供給工程が行われているときの基板を示す模式図である。
【図６】基板の中心から純水の着液位置までの半径方向への距離と純水の供給量との関係の一例を示すグラフである。
【図７】基板に供給されるリン酸水溶液の温度とエッチングレートおよび選択比との関係を示すグラフである。
【図８】本発明の第２実施形態に係る被覆部材の縦断面と赤外線ヒータおよびスピンチャックを示す模式図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る被覆部材および赤外線ヒータの模式的な平面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る被覆部材の上面と被覆部材および赤外線ランプの縦断面を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１に備えられた処理ユニット２の内部を水平に見た模式図である。図２は、被覆部材６２の縦断面およびスピンチャック５を示す模式図である。図３は、被覆部材６２の底面を示す模式図である。
図１に示すように、基板処理装置１は、半導体ウエハなどの円板状の基板Ｗを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置１は、処理液や処理ガスなどの処理流体を用いて基板Ｗを処理する複数の処理ユニット２（図１には１つの処理ユニット２のみを図示）と、基板処理装置１に備えられた装置の動作やバルブの開閉を制御する制御装置３とを含む。なお、基板処理装置１が有する処理ユニット２は単数でもよい。
【００２６】
図１に示すように、処理ユニット２は、内部空間を有する箱形のチャンバー４と、チャンバー４内で基板Ｗを水平に保持して基板Ｗの中心を通る鉛直な回転軸線Ａ１まわりに基板Ｗを回転させるスピンチャック５と、基板Ｗに処理液を供給する処理液供給装置（リン酸供給装置６、ＳＣ１供給装置７、リンス液供給装置８、純水供給装置３６）と、スピンチャック５を取り囲む筒状のカップ９と、基板Ｗを加熱する加熱装置１０とを含む。
【００２７】
図１に示すように、チャンバー４は、スピンチャック５等を収容する箱形の隔壁１１と、隔壁１１の上部から隔壁１１内に清浄空気（フィルターによってろ過された空気）を送る送風ユニットとしてのＦＦＵ１２（ファン・フィルタ・ユニット１２）と、隔壁１１の下部からチャンバー４内の気体を排出する排気ダクト１３とを含む。ＦＦＵ１２は、隔壁１１の上方に配置されている。ＦＦＵ１２は、隔壁１１の天井からチャンバー４内に下向きに清浄空気を送る。排気ダクト１３は、カップ９の底部に接続されており、基板処理装置１が設置される工場に設けられた排気設備に向けてチャンバー４内の気体を案内する。したがって、チャンバー４内を上方から下方に流れるダウンフロー（下降流）が、ＦＦＵ１２および排気ダクト１３によって形成される。基板Ｗの処理は、チャンバー４内にダウンフローが形成されている状態で行われる。
【００２８】
図１に示すように、スピンチャック５は、水平な姿勢で保持された円板状のスピンベース１４と、スピンベース１４の上方で基板Ｗを水平な姿勢で保持する複数のチャックピン１５と、スピンベース１４の中央部から下方に延びる回転軸１６と、回転軸１６を回転させることにより基板Ｗおよびスピンベース１４を回転軸線Ａ１まわりに回転させる基板回転手段としてのスピンモータ１７とを含む。スピンチャック５は、複数のチャックピン１５を基板Ｗの周端面に接触させる挟持式のチャックに限らず、非デバイス形成面である基板Ｗの裏面（下面）をスピンベース１４の上面に吸着させることにより基板Ｗを水平に保持するバキューム式のチャックであってもよい。
【００２９】
図１に示すように、カップ９は、スピンチャック５に保持されている基板Ｗよりも外方（回転軸線Ａ１から離れる方向）に配置されている。カップ９は、スピンベース１４を取り囲んでいる。スピンチャック５が基板Ｗを回転させている状態で、処理液が基板Ｗに供給されると、基板Ｗに供給された処理液が基板Ｗの周囲に振り切られる。処理液が基板Ｗに供給されるとき、上向きに開いたカップ９の上端部９ａは、スピンベース１４よりも上方に配置される。したがって、基板Ｗの周囲に排出された薬液やリンス液などの処理液は、カップ９によって受け止められる。そして、カップ９に受け止められた処理液は、図示しない回収装置または廃液装置に送られる。
【００３０】
図１に示すように、リン酸供給装置６は、スピンチャック５に保持されている基板Ｗに向けてリン酸水溶液を吐出するリン酸ノズル１８と、リン酸ノズル１８にリン酸水溶液を供給するリン酸配管１９と、リン酸配管１９からリン酸ノズル１８へのリン酸水溶液の供給および供給停止を切り替えるリン酸バルブ２０と、リン酸ノズル１８に供給されるリン酸水溶液の温度を室温（２０℃〜３０℃の範囲内の所定温度）よりも高い温度まで上昇させるリン酸温度調節装置２１とを含む。
【００３１】
リン酸バルブ２０が開かれると、リン酸温度調節装置２１によって温度調節されたリン酸水溶液が、リン酸配管１９からリン酸ノズル１８に供給され、リン酸ノズル１８から吐出される。リン酸温度調節装置２１は、リン酸水溶液の温度をたとえば８０〜２１５℃の範囲内の一定温度に維持している。リン酸温度調節装置２１によって調節されるリン酸水溶液の温度は、その濃度における沸点であってもよいし、沸点未満の温度であってもよい。リン酸水溶液は、リン酸を主成分とする水溶液であり、その濃度は、たとえば、５０％〜１００％の範囲、好ましくは８０％前後である。
【００３２】
図１に示すように、リン酸供給装置６は、さらに、リン酸ノズル１８が先端部に取り付けられたノズルアーム２２と、スピンチャック５の周囲で上下方向に延びる回動軸線Ａ２まわりにノズルアーム２２を回動させると共に回動軸線Ａ２に沿って鉛直方向にノズルアーム２２を上下動させることにより、リン酸ノズル１８を水平に移動させるリン酸ノズル移動装置２３とを含む。リン酸ノズル移動装置２３は、リン酸ノズル１８から吐出されたリン酸水溶液が基板Ｗの上面に供給される処理位置と、リン酸ノズル１８が平面視で基板Ｗの周囲に退避した退避位置との間で、リン酸ノズル１８を水平に移動させる。
【００３３】
図１に示すように、ＳＣ１供給装置７は、スピンチャック５に保持されている基板Ｗに向けてＳＣ１（ＮＨ４ＯＨとＨ２Ｏ２とを含む混合液）を吐出するＳＣ１ノズル２４と、ＳＣ１ノズル２４にＳＣ１を供給するＳＣ１配管２５と、ＳＣ１配管２５からＳＣ１ノズル２４へのＳＣ１の供給および供給停止を切り替えるＳＣ１バルブ２６と、ＳＣ１ノズル２４を水平および鉛直に移動させるＳＣ１ノズル移動装置２７とを含む。ＳＣ１バルブ２６が開かれると、ＳＣ１配管２５からＳＣ１ノズル２４に供給されたＳＣ１が、ＳＣ１ノズル２４から吐出される。ＳＣ１ノズル移動装置２７は、ＳＣ１ノズル２４から吐出されたＳＣ１が基板Ｗの上面に供給される処理位置と、ＳＣ１ノズル２４が平面視で基板Ｗの周囲に退避した退避位置との間で、ＳＣ１ノズル２４を水平に移動させる。
【００３４】
図１に示すように、リンス液供給装置８は、スピンチャック５に保持されている基板Ｗに向けてリンス液を吐出するリンス液ノズル２８と、リンス液ノズル２８にリンス液を供給するリンス液配管２９と、リンス液配管２９からリンス液ノズル２８へのリンス液の供給および供給停止を切り替えるリンス液バルブ３０とを含む。リンス液ノズル２８は、リンス液ノズル２８の吐出口が静止された状態でリンス液を吐出する固定ノズルである。リンス液供給装置８は、リンス液ノズル２８を移動させることにより、基板Ｗの上面に対するリンス液の着液位置を移動させるリンス液ノズル移動装置を備えていてもよい。
【００３５】
リンス液バルブ３０が開かれると、リンス液配管２９からリンス液ノズル２８に供給されたリンス液が、リンス液ノズル２８から基板Ｗの上面中央部に向けて吐出される。リンス液は、たとえば、純水（脱イオン水：Ｄeionzied Ｗater）である。リンス液は、純水に限らず、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、および希釈濃度（たとえば、１０〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水のいずれかであってもよい。
【００３６】
図１に示すように、処理ユニット２は、スピンチャック５の上方に配置された被覆部材６２を含む。被覆部材６２は、基板Ｗよりも直径が大きい円板状である。被覆部材６２は、水平な姿勢で保持されている。被覆部材６２の中心線は、基板Ｗの中心を通る鉛直線（回転軸線Ａ１）上に配置されている。被覆部材６２は、平面視で基板Ｗの全域に重なっている。処理ユニット２は、被覆部材６２を上下方向に平行移動させる昇降装置６３を含む。被覆部材６２は、昇降装置６３によって水平な姿勢に保持されている。昇降装置６３は、被覆部材６２を上下方向に平行移動させることにより、被覆部材６２と基板Ｗとの間の上下方向の間隔を変更する。
【００３７】
図２に示すように、被覆部材６２は、スピンチャック５の上方で水平な姿勢に保持された円板状の被覆板６４と、被覆板６４の外周部の全周から下方に延びる筒状の周壁６５とを含む。周壁６５は、被覆板６４と一体であってもよいし、被覆板６４と別体であってもよい。被覆板６４は、基板Ｗよりも直径が大きい被覆面６６を含む。被覆面６６は、上下方向に間隔を空けて基板Ｗの上面全域に平行に対向している。したがって、被覆面６６は、基板Ｗの上面全域を覆っている。また、周壁６５は、上下方向に延びる筒状の内周面６７を含む。内周面６７は、被覆面６６の外周部の全周から下方に延びている。内周面６７は、鉛直方向に延びていてもよいし、被覆部材６２の中心線から遠ざかるように斜め下方に延びていてもよい。内周面６７の直径は、基板Ｗの直径よりも大きい。
【００３８】
昇降装置６３は、被覆面６６が基板Ｗ上の液膜に近接する処理位置（図２に示す位置）と、処理位置よりも上方の退避位置（図１に示す位置）との間で、被覆部材６２を昇降させる。処理位置は、被覆面６６が基板Ｗ上の液膜に接触する接触位置である。退避位置は、リン酸ノズル１８が被覆面６６と基板Ｗとの間に進入できる高さまで被覆面６６が退避する位置である。処理位置は、被覆面６６が基板Ｗ上の液膜に接触する位置に限らず、被覆面６６が基板Ｗ上の液膜から離れた状態で基板Ｗ上の液膜に近接する非接触位置であってもよい。
【００３９】
図２に示すように、被覆部材６２が処理位置に配置されると、周壁６５の少なくとも一部が基板Ｗ上の液膜の周囲に配置される。したがって、液膜の全周が、周壁６５によって取り囲まれる。処理位置は、周壁６５の下端が基板Ｗ上の液膜の上面よりも下方に位置する位置である。周壁６５の少なくとも一部が基板Ｗ上の液膜の周囲に配置されるのであれば、被覆部材６２が処理位置に配置されている状態での周壁６５の下端の高さは、基板Ｗの上面と等しい高さであってもよいし、基板Ｗの上面よりも高いまたは低い高さであってもよい。
【００４０】
図２に示すように、処理ユニット２は、基板Ｗに向けて純水を吐出する純水供給装置３６を含む。純水供給装置３６は、被覆面６６で開口する複数の純水吐出口３７と、複数の純水吐出口３７に純水を供給する複数の純水配管３９と、複数の純水配管３９から複数の純水吐出口３７への純水の供給および供給停止を切り替える複数の純水バルブ４０と、複数の純水配管３９から複数の純水吐出口３７に供給される純水の流量を調整する複数の純水流量調整バルブ４１とを含む。複数の純水配管３９は、それぞれ、複数の純水吐出口３７に接続されている。純水バルブ４０および純水流量調整バルブ４１は、各純水配管３９に一つずつ取り付けられている。
【００４１】
図２に示すように、複数の純水吐出口３７は、被覆面６６から上方に延びている。複数の純水吐出口３７は、基板Ｗの上面の中央部、中間部（中央部と周縁部の間の領域）、および周縁部に上下方向に対向している。図３に示すように、複数の純水吐出口３７は、被覆面６６の中心からの距離が異なる複数の位置に配置されていると共に、被覆面６６の周方向に離れた複数の位置に配置されている。このように、複数の純水吐出口３７は、被覆面６６の全域に分布している。
【００４２】
純水吐出口３７は、純水の液滴を一つずつ吐出する液滴吐出口である。純水は、純水吐出口３７から鉛直下方に滴下される。液滴の吐出および吐出停止は、純水バルブ４０によって切り替えられ、液滴の粒径は、純水流量調整バルブ４１の開度によって調節される。純水吐出口３７が基板Ｗの上面に上下方向に対向している状態では、純水の液滴が基板Ｗの上面に向かって鉛直下方に落下する。
【００４３】
複数の純水吐出口３７は、基板Ｗの上面内の複数の位置に向けて純水を吐出する。具体的には、複数の純水吐出口３７は、基板Ｗの中心からの距離がそれぞれ異なる複数の位置に向けて純水を吐出し液膜に着液させると共に、基板Ｗの回転方向Ｄｒ（基板Ｗの周方向）に離れた複数の位置に向けて純水を吐出し液膜に着液させる。さらに、複数の純水吐出口３７の少なくとも一つは、基板Ｗの上面の中心に向けて純水を吐出し液膜に着液させる。
【００４４】
このように、複数の純水吐出口３７が被覆面６６の全域に分布しており、複数の純水吐出口３７が基板Ｗの上面内の複数の位置に向けて純水を吐出するので、基板Ｗが静止している状態で、複数の純水吐出口３７が純水の液滴を吐出すると、複数の純水の液滴が基板Ｗの上面全域に供給される。さらに、基板Ｗが回転している状態で、複数の純水吐出口３７が純水の液滴を吐出すると、複数の純水の液滴が、基板Ｗの上面全域に均一に供給される。
【００４５】
加熱装置１０は、輻射によって基板Ｗを加熱する輻射加熱装置を含む。図２に示すように、輻射加熱装置は、被覆部材６２に内蔵された固定ヒータとしての赤外線ランプ３４を含む。赤外線ランプ３４は、フィラメントと、フィラメントを収容する石英管とを含む。赤外線ランプ３４（例えばハロゲンランプ）はカーボンヒータであってもよいし、これら以外の発熱体であってもよい。図３に示すように、赤外線ランプ３４は、被覆板６４の全域に分布している。赤外線ランプ３４は、平面視で基板Ｗの中心を取り囲むように基板Ｗの中央部から基板Ｗの周縁部までらせん状に延びている。
【００４６】
図２に示すように、赤外線ランプ３４は、被覆面６６の上方に配置されている。被覆面６６は、石英などの光透過性および耐熱性を有する材料で形成されている。したがって、被覆部材６２の少なくとも一部は、石英などの光透過性および耐熱性を有する材料で形成されている。赤外線ランプ３４が発光すると、当該赤外線ランプ３４からは赤外線を含む光が放出される。この赤外線を含む光は被覆部材６２の被覆面６６および内周面６７を透過して被覆部材６２から放射され、あるいは、被覆部材６２を加熱しその被覆面６６および内周面６７から輻射光を放射させる。基板Ｗおよびその上面に保持されたリン酸水溶液の液膜は被覆部材６２の被覆面６６および内周面６７からの透過光と輻射光とにより加熱される。上記のように被覆部材６２からは赤外線を含む光が透過または輻射により放射されているが、以下では被覆部材６２の被覆面６６および内周面６７を透過する赤外線に着目して赤外線ランプ３４に関連する説明を行う。
【００４７】
赤外線ランプ３４が発光すると、前記の赤外線が、被覆部材６２を透過して被覆面６６から基板Ｗの上面全域に向けて放出される。これにより、赤外線が基板Ｗの上面全域に吸収され、輻射熱が赤外線ランプ３４から基板Ｗに伝達される。そのため、処理液などの液体が基板Ｗ上に保持されている状態で赤外線ランプ３４が赤外線を発すると、基板Ｗの温度が上昇し、それに伴って、基板Ｗ上の液体の温度も上昇する。
【００４８】
図４は、処理ユニット２によって行われる基板Ｗの処理の一例について説明するための工程図である。図５Ａ、図５Ｂ、および図５Ｃは、処理中の基板Ｗを示す模式図である。以下では、図１を参照する。図４、図５Ａ、図５Ｂ、および図５Ｃについては適宜参照する。
以下では、シリコン窒化膜の一例であるＬＰ−ＳｉＮ（Low Pressure -Silicon Nitride）の薄膜と、シリコン酸化膜の一例であるＬＰ−ＴＥＯＳ（Low Pressure -Tetraethyl orthosilicate）の薄膜とが表層に形成された基板Ｗ（シリコンウエハ）の表面にリン酸水溶液を供給して、ＬＰ−ＳｉＮの薄膜を選択的にエッチングする選択エッチングについて説明する。シリコン酸化膜は、ＴＥＯＳの薄膜に限らず、熱酸化膜であってもよいし、シリケートガラス（silicate glass）系の酸化膜であってもよい。
【００４９】
基板Ｗが処理されるときには、チャンバー４内に基板Ｗを搬入する搬入工程（図４のステップＳ１）が行われる。具体的には、制御装置３は、被覆部材６２が退避位置に位置しており、全てのノズルがスピンチャック５の上方から退避している状態で、基板Ｗを保持している搬送ロボット（図示せず）のハンドをチャンバー４内に進入させる。そして、制御装置３は、搬送ロボットに基板Ｗをスピンチャック５上に載置させる。その後、制御装置３は、スピンチャック５に基板Ｗを保持させる。続いて、制御装置３は、スピンチャック５によって基板Ｗを低速（たとえば１０〜３０ｒｐｍ）で回転をさせ始める。制御装置３は、基板Ｗがスピンチャック５上に置かれた後、搬送ロボットのハンドをチャンバー４内から退避させる。
【００５０】
次に、エッチング液の一例であるリン酸水溶液を基板Ｗに供給するエッチング工程としてのリン酸供給工程（図４のステップＳ２）が行われる。具体的には、制御装置３は、リン酸ノズル移動装置２３を制御することにより、被覆部材６２が退避位置に位置している状態で、リン酸ノズル１８を退避位置から処理位置に移動させる。これにより、リン酸ノズル１８が被覆部材６２と基板Ｗとの間に配置される。その後、制御装置３は、リン酸バルブ２０を開いて、リン酸温度調節装置２１によって温度が調節されたリン酸水溶液を回転状態の基板Ｗの上面に向けてリン酸ノズル１８から吐出させる。制御装置３は、この状態でリン酸ノズル移動装置２３を制御することにより、基板Ｗの上面に対するリン酸水溶液の着液位置を中央部と周縁部との間で移動させる。
【００５１】
図５Ａに示すように、リン酸ノズル１８から吐出されたリン酸水溶液は、基板Ｗの上面に着液した後、遠心力によって基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。そのため、リン酸水溶液が基板Ｗの上面全域に供給され、基板Ｗの上面全域を覆うリン酸水溶液の液膜が基板Ｗ上に形成される。これにより、基板Ｗの上面がエッチングされ、シリコン窒化膜が選択的に除去される。さらに、制御装置３は、基板Ｗが回転している状態で、基板Ｗの上面に対するリン酸水溶液の着液位置を中央部と周縁部との間で移動させるので、リン酸水溶液の着液位置が、基板Ｗの上面全域を通過し、基板Ｗの上面全域が走査される。そのため、リン酸ノズル１８から吐出されたリン酸水溶液が、基板Ｗの上面全域に直接供給され、基板Ｗの上面全域が均一に処理される。
【００５２】
次に、基板Ｗへのリン酸水溶液の供給を停止させた状態でリン酸水溶液の液膜を基板Ｗ上に保持するパドル工程（図４のステップＳ３）が行われる。具体的には、制御装置３は、スピンチャック５を制御することにより、基板Ｗの上面全域がリン酸水溶液の液膜に覆われている状態で、基板Ｗを静止させる、もしくは、リン酸供給工程での基板Ｗの回転速度よりも遅い低回転速度（たとえば１０ｒｐｍ未満）まで基板Ｗの回転速度を低下させる。そのため、基板Ｗ上のリン酸水溶液に作用する遠心力が弱まり、基板Ｗ上から排出されるリン酸水溶液の量が減少する。制御装置３は、基板Ｗが静止している状態もしくは基板Ｗが低回転速度で回転している状態で、リン酸バルブ２０を閉じて、リン酸ノズル１８からのリン酸水溶液の吐出を停止させる。これにより、図５Ｂに示すように、基板Ｗへのリン酸水溶液の供給が停止された状態で、基板Ｗの上面全域を覆うリン酸水溶液のパドル状の液膜が基板Ｗ上に保持される。制御装置３は、基板Ｗへのリン酸水溶液の供給を停止した後、リン酸ノズル移動装置２３を制御することにより、リン酸ノズル１８をスピンチャック５の上方から退避させる。
【００５３】
次に、基板Ｗ上のリン酸水溶液を加熱する加熱工程（図４のステップＳ４）と、基板Ｗ上のリン酸水溶液に純水の液滴を供給する純水供給工程（図４のステップＳ４）とが、パドル工程と並行して行われる。具体的には、制御装置３は、赤外線ランプ３４からの発光を開始させる。その後、制御装置３は、昇降装置６３によって被覆部材６２を退避位置から処理位置に移動させる。これにより、被覆部材６２がリン酸水溶液の液膜に沿って配置され、被覆部材６２の被覆面６６が基板Ｗ上のリン酸水溶液の液膜に接触する。制御装置３は、被覆部材６２が処理位置に位置している状態で、基板Ｗを静止させてもよいし、低回転速度で回転させてもよい。
【００５４】
制御装置３は、被覆部材６２が処理位置に位置している状態で、複数の純水バルブ４０を複数回開閉する。これにより、図５Ｃに示すように、各純水吐出口３７が、複数の純水の液滴を一つずつ吐出する。すなわち、各純水吐出口３７が、純水の液滴を間欠的に吐出する。したがって、基板Ｗからのリン酸水溶液の排出が停止されている状態で、複数の純水の液滴が基板Ｗの上面内の複数の位置に供給される。制御装置３は、赤外線ランプ３４による基板Ｗの加熱が所定時間にわたって行われた後、純水ノズルとしての複数の純水吐出口３７からの液滴の吐出を停止させると共に、被覆部材６２を退避位置に退避させる。その後、制御装置３は、赤外線ランプ３４の発光を停止させる。
【００５５】
このように、制御装置３は、赤外線ランプ３４からの赤外線を基板Ｗの上面全域に照射するので、基板Ｗが均一に加熱される。したがって、基板Ｗの上面全域を覆うリン酸水溶液の液膜も均一に加熱される。赤外線ランプ３４による基板Ｗの加熱温度は、リン酸水溶液のその濃度における沸点以上の温度（１００℃以上。たとえば、１４０℃〜１６０℃内の所定温度）に設定されている。したがって、基板Ｗ上のリン酸水溶液が、その濃度における沸点まで加熱され、沸騰状態に維持される。特に、赤外線ランプ３４による基板Ｗの加熱温度が、リン酸水溶液のその濃度における沸点よりも高温に設定されている場合には、基板Ｗとリン酸水溶液との界面の温度が、沸点よりも高温に維持され、基板Ｗのエッチングが促進される。
【００５６】
さらに、制御装置３は、被覆部材６２が処理位置に位置している状態で、基板Ｗ上のリン酸水溶液を加熱する。この状態では、被覆板６４の被覆面６６が基板Ｗ上の液膜に接触している。したがって、リン酸水溶液の液膜は、基板Ｗと被覆板６４とによって形成された密閉度の高い空間に配置される。また、この状態では、被覆部材６２の周壁６５が基板Ｗ上の液膜を取り囲んでいるので、基板Ｗと被覆板６４との間の空間の密閉度が高められている。本実施形態では、基板Ｗ上のリン酸水溶液を密閉度の高い空間に配置された状態で加熱しているので、リン酸水溶液からの水分の蒸発を抑制し、ピロリン酸の発生を低減することができる。このようにシリコン酸化膜をエッチングするピロリン酸の発生を低減することができるため、エッチング選択比の低下を抑制または防止することができる。
【００５７】
さらに、被覆面６６が基板Ｗ上の液膜に接触している状態で、基板Ｗ上のリン酸水溶液を加熱しているので、基板Ｗ上のリン酸水溶液から発生する蒸気が、被覆面６６に付着することを防止できる。したがって、リン酸やシロキサンの結晶が被覆面６６に付着して、被覆面６６が白濁することを防止できる。また、仮に、リン酸水溶液中で発生したリン酸やシロキサンの結晶が、被覆面６６に付着したとしても、被覆面６６がリン酸水溶液に接触しているので、被覆面６６に付着している結晶が、リン酸水溶液に溶解し、被覆面６６から除去される。そのため、基板Ｗに照射されるべき赤外線が、被覆面６６に付着しているリン酸の結晶に遮られることを防止できる。これにより、赤外線ランプ３４の輻射熱を基板Ｗに確実に伝達でき、基板Ｗの加熱効率の低下を抑制または防止できる。
【００５８】
また、被覆部材６２によって水の蒸発量が低減されるものの、加熱工程（Ｓ４）ではリン酸水溶液が加熱されているため水分が僅かながら蒸発する。当該蒸発に伴い、２Ｈ３ＰＯ４→Ｈ４Ｐ２Ｏ７＋Ｈ２Ｏの反応によって、シリコン酸化膜をエッチングするピロリン酸（Ｈ４Ｐ２Ｏ７）が発生する。しかし、制御装置３は、リン酸水溶液からの水の蒸発量に相当する量の純水を基板Ｗ上のリン酸水溶液に供給するので、リン酸水溶液から蒸発した水分が補われ、リン酸水溶液の濃度変化が低減される。これにより、エッチングレートの変動が抑えられる。
【００５９】
さらに、リン酸水溶液中で一旦発生したピロリン酸が、補充された純水との反応により減少するので、エッチング選択比の低下が抑制または防止される。
シリコン酸化膜のエッチングは、基板Ｗとリン酸水溶液との界面に存在するピロリン酸を減少させることにより、効率的に抑制される。純水供給工程では、液滴の形態で純水が基板Ｗ上のリン酸水溶液に供給される。供給された純水の液滴は固まったままリン酸水溶液中を移動するため（図５Ｃ参照）、純水を基板Ｗとリン酸水溶液との界面に確実に到達させ、基板Ｗとリン酸水溶液との界面に存在するピロリン酸を確実に低減させることができる。これにより、エッチング選択比の低下が確実に抑制または防止される。
【００６０】
リン酸水溶液に補充される純水は、純水吐出口３７から噴霧されてもよいし、純水吐出口３７から連続的に吐出されてもよい。しかし、霧状の純水ではその多くがリン酸水溶液の表層で吸収されるため、十分な量の純水を基板Ｗとリン酸水溶液との界面まで到達させることができないおそれがある。このため、純水吐出口３７から吐出される純水は液滴状であることが望ましい。また、基板Ｗ上のリン酸水溶液が１００℃以上に加熱されているので、蒸発し易い霧状の純水ではそもそもリン酸水溶液の表層に到達させること自体が難しい。この観点からも、純水吐出口３７から吐出される純水は液滴状であることが望ましい。
【００６１】
リン酸水溶液に補充される純水は、純水吐出口３７から連続的に吐出されてもよいし、純水吐出口３７から間欠的に吐出されてもよい。但し、微量の水を高い精度で連続的に供給することは困難である。これに対して、純水を間欠的に吐出する場合には微量の水を比較的高い精度で供給することができる。このため、純水吐出口３７から純水を間欠的に吐出させると、リン酸水溶液の濃度および温度の変化をより確実に抑制することができる。
【００６２】
次に、基板Ｗ上のリン酸水溶液を排出するリン酸排出工程（図４のステップＳ５）が行われる。具体的には、制御装置３は、スピンチャック５を制御することにより、被覆部材６２が退避位置に位置しており、基板Ｗへの液体の供給が停止されている状態で、パドル工程での基板Ｗの回転速度よりも速い回転速度（例えば５００〜３０００ｒｐｍ）で基板Ｗを回転させる。これにより、パドル工程のときよりも大きな遠心力が基板Ｗ上のリン酸水溶液に加わり、基板Ｗ上のリン酸水溶液が基板Ｗの周囲に振り切られる。また、基板Ｗの周囲に飛散したリン酸水溶液は、カップ９によって受け止められ、カップ９を介して回収装置に案内される。そして、回収装置に案内されたリン酸水溶液は、再び基板Ｗに供給される。これにより、リン酸水溶液の使用量が低減される。
【００６３】
次に、リンス液の一例である純水を基板Ｗに供給する第１リンス液供給工程（図４のステップＳ６）が行われる。具体的には、制御装置３は、被覆部材６２が退避位置に位置している状態でリンス液バルブ３０を開いて、基板Ｗを回転させながら、リンス液ノズル２８から基板Ｗの上面中央部に向けて純水を吐出させる。これにより、基板Ｗの上面全域を覆う純水の液膜が形成され、基板Ｗに残留しているリン酸水溶液が純水によって洗い流される。そして、リンス液バルブ３０が開かれてから所定時間が経過すると、制御装置３は、リンス液バルブ３０を閉じて純水の吐出を停止させる。
【００６４】
次に、薬液の一例であるＳＣ１を基板Ｗに供給する薬液供給工程（図４のステップＳ７）が行われる。具体的には、制御装置３は、ＳＣ１ノズル移動装置２７を制御することにより、被覆部材６２が退避位置に位置している状態で、ＳＣ１ノズル２４を退避位置から処理位置に移動させる。制御装置３は、ＳＣ１ノズル２４が被覆部材６２と基板Ｗとの間に配置された後、ＳＣ１バルブ２６を開いて、回転状態の基板Ｗの上面に向けてＳＣ１をＳＣ１ノズル２４から吐出させる。制御装置３は、この状態でＳＣ１ノズル移動装置２７を制御することにより、基板Ｗの上面に対するＳＣ１の着液位置を中央部と周縁部との間で往復移動させる。そして、ＳＣ１バルブ２６が開かれてから所定時間が経過すると、制御装置３は、ＳＣ１バルブ２６を閉じてＳＣ１の吐出を停止させる。その後、制御装置３は、ＳＣ１ノズル移動装置２７を制御することにより、ＳＣ１ノズル２４を基板Ｗの上方から退避させる。
【００６５】
ＳＣ１ノズル２４から吐出されたＳＣ１は、基板Ｗの上面に着液した後、遠心力によって基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。そのため、基板Ｗ上の純水は、ＳＣ１によって外方に押し流され、基板Ｗの周囲に排出される。これにより、基板Ｗ上の純水の液膜が、基板Ｗの上面全域を覆うＳＣ１の液膜に置換される。さらに、制御装置３は、基板Ｗが回転している状態で、基板Ｗの上面に対するＳＣ１の着液位置を中央部と周縁部との間で移動させるので、ＳＣ１の着液位置が、基板Ｗの上面全域を通過し、基板Ｗの上面全域が走査される。そのため、ＳＣ１ノズル２４から吐出されたＳＣ１が、基板Ｗの上面全域に直接吹き付けられ、基板Ｗの上面全域が均一に処理される。
【００６６】
次に、リンス液の一例である純水を基板Ｗに供給する第２リンス液供給工程（図４のステップＳ８）が行われる。具体的には、制御装置３は、被覆部材６２が退避位置に位置している状態でリンス液バルブ３０を開いて、基板Ｗを回転させながら、リンス液ノズル２８から基板Ｗの上面中央部に向けて純水を吐出させる。これにより、基板Ｗ上のＳＣ１が、純水によって外方に押し流され、基板Ｗの周囲に排出される。そのため、基板Ｗ上のＳＣ１の液膜が、基板Ｗの上面全域を覆う純水の液膜に置換される。そして、リンス液バルブ３０が開かれてから所定時間が経過すると、制御装置３は、リンス液バルブ３０を閉じて純水の吐出を停止させる。
【００６７】
次に、基板Ｗを乾燥させる乾燥工程（図４のステップＳ９）が行われる。具体的には、制御装置３は、スピンチャック５によって基板Ｗの回転を加速させて、第２リンス液供給工程までの回転速度よりも速い高回転速度（たとえば５００〜３０００ｒｐｍ）で基板Ｗを回転させる。これにより、大きな遠心力が基板Ｗ上の液体に加わり、基板Ｗに付着している液体が基板Ｗの周囲に振り切られる。このようにして、基板Ｗから液体が除去され、基板Ｗが乾燥する。そして、基板Ｗの高速回転が開始されてから所定時間が経過すると、制御装置３は、スピンチャック５による基板Ｗの回転を停止させる。
【００６８】
次に、基板Ｗをチャンバー４内から搬出する搬出工程（図４のステップＳ１０）が行われる。具体的には、制御装置３は、スピンチャック５による基板Ｗの保持を解除させる。その後、制御装置３は、被覆部材６２が退避位置に位置しており、全てのノズルがスピンチャック５の上方から退避している状態で、搬送ロボット（図示せず）のハンドをチャンバー４内に進入させる。そして、制御装置３は、搬送ロボットのハンドにスピンチャック５上の基板Ｗを保持させる。その後、制御装置３は、搬送ロボットのハンドをチャンバー４内から退避させる。これにより、処理済みの基板Ｗがチャンバー４から搬出される。
【００６９】
図６は、基板Ｗの中心から純水の着液位置までの半径方向への距離と着液位置の半径方向の移動速度および純水供給流量との関係の一例を示すグラフである。
制御装置３は、複数の純水流量調整バルブ４１の開度を変更することにより、各純水吐出口３７から吐出される純水の量を制御する。
シリコン窒化膜のエッチング量は基板Ｗの上面全面に亘って均一であることが望ましい。そのためには、エッチングレートの面内均一性を高くする必要がある。換言すると、基板Ｗの上面周縁部と上面中心部とのシリコン窒化膜のエッチングレートを略同一にする必要がある。シリコン窒化膜のエッチングレートはリン酸水溶液の濃度に依存するため、当該濃度が基板Ｗの上面全面において一定となるように純水を補充する必要がある。基板Ｗが停止しているとき、または実質的に停止しているとき（数ｒｐｍで回転しているとき）には各純水吐出口３７からの純水の吐出流量を同一にすることが望ましい。こうすると基板Ｗの上面周縁部と上面中心部とには単位面積あたりで実質的に同量の純水が補給されるためリン酸水溶液の濃度を基板Ｗの上面に亘って均一にすることができる。よって、エッチングレートの面内均一性を高くすることができる。
【００７０】
ところが、前述の純水供給工程で基板Ｗを比較的高速度で回転させると、基板Ｗ上のリン酸水溶液には基板Ｗの半径方向に濃度むらが生じるほどの遠心力が作用する。リン酸水溶液は水よりも粘度が高いため、純水よりも基板Ｗの外方に移動し難いと考えられる。したがって、基板Ｗの上面中心部から多くの純水が基板Ｗの上面周縁部に移動し、基板Ｗの中心部でリン酸水溶液の濃度が相対的に高くなり、逆に基板Ｗの周縁部でリン酸水溶液の濃度が相対的に低くなると考えられる。
【００７１】
事実、本願発明者らは、基板横行速度が一定で、純水吐出口３７からの純水の吐出流量が一定である場合において、基板Ｗの回転速度をたとえば１０ｒｐｍ程度まで増加させると、基板Ｗの上面周縁部のシリコン窒化膜のエッチング量が基板Ｗの上面中央部のエッチング量よりも小さくなる現象を確認した。
これは、前記したメカニズムが基板Ｗ上の液膜に作用したためであると考えられる。すなわち、基板Ｗの回転速度が１０ｒｐｍ程度の場合、基板Ｗ上の液膜の厚みは概ね均一であるが、それにもかかわらず、エッチング量に差が生じているのは、多くの純水が基板Ｗの周縁部に移動し、その結果、基板Ｗの周縁部でのリン酸水溶液の濃度が低下したためであると考えられる。したがって、基板Ｗを比較的高速度（たとえば１０ｒｐｍ以上）で回転させながら基板Ｗ上のリン酸水溶液の液膜に純水を供給する際には基板Ｗの上面周縁部よりも基板Ｗの上面中心部において単位面積当たりの純水供給量を多くすれば、リン酸水溶液の濃度の基板Ｗの半径方向についてのばらつきを低減でき、その結果、エッチングレートの基板Ｗの半径方向についてのばらつきを抑制または防止できると考えられる。
【００７２】
単位面積あたりの純水供給量を基板Ｗの上面周縁部よりも上面中心部で多くするには、純水吐出口３７からの純水吐出流量が基板Ｗの上面周縁部よりも基板Ｗの上面中心部で多くなるように各純水吐出口３７に連通する純水流量調整バルブ４１を制御すればよい（図６参照）。
図７は、基板Ｗに供給されるリン酸水溶液の温度とエッチングレートおよびエッチング選択比との関係を示すグラフである。
【００７３】
図７に示すように、シリコン窒化膜の一例であるＬＰ−ＳｉＮのエッチングレートは、リン酸水溶液の温度上昇に伴って加速度的に増加している。これに対して、シリコン酸化膜の一例であるＬＰ−ＴＥＯＳのエッチングレートは、リン酸水溶液の温度が１４０℃以下の範囲ではほぼ零である。ＬＰ−ＴＥＯＳのエッチングレートは、リン酸水溶液の温度が１４０℃から１７０℃までの範囲ではリン酸水溶液の温度上昇に伴って緩やかに増加しており、リン酸水溶液の温度が１７０℃以上の範囲ではリン酸水溶液の温度上昇に伴って加速度的に増加している。リン酸水溶液の温度を高めれば、それ伴ってシリコン窒化膜のエッチングレートが増加するものの、リン酸水溶液の温度が１４０℃以上の範囲ではシリコン酸化膜もエッチングされてしまう。そのため、エッチング選択比が低下してしまう。したがって、リン酸水溶液の温度を１２０℃〜１６０℃内の所定温度（好ましくは、１４０℃）に設定することにより、高いエッチング選択比を維持しつつ、エッチングレートを高めることができる。
【００７４】
以上のように第１実施形態では、リン酸供給装置６が、スピンチャック５によって水平に保持されている基板Ｗの上面にエッチング液としてのリン酸水溶液を供給する。これにより、基板Ｗの上面全域を覆うリン酸水溶液の液膜が形成され、基板Ｗへのリン酸水溶液の供給が停止されている状態でリン酸水溶液の液膜が基板Ｗ上に保持される。そして、基板Ｗの上面がリン酸水溶液の液膜を介して被覆部材６２の被覆面６６に覆われている状態で、基板Ｗが加熱装置１０によって加熱される。これにより、リン酸水溶液が加熱され、エッチングレートが高められる。さらに、純水供給装置３６が、基板Ｗ上のリン酸水溶液の液膜に純水を供給するので、Ｈ４Ｐ２Ｏ７＋Ｈ２Ｏ→２Ｈ３ＰＯ４の反応によって、リン酸水溶液中のピロリン酸（Ｈ４Ｐ２Ｏ７）が減少する。これにより、エッチングレートを高めることができ、選択比の低下を抑制できる。
【００７５】
さらに、被覆部材６２がリン酸水溶液の液膜に沿って配置されているので、被覆部材６２の被覆面６６が基板Ｗの上面に近接している。さらに、平面視で基板Ｗよりも大きい被覆面６６が、リン酸水溶液の液膜を介して基板Ｗの上面を覆っているので、液膜の上面全域が、被覆部材６２の被覆面６６によって覆われる。したがって、リン酸水溶液の液膜は、液膜の上面全域が被覆面６６に覆われている状態で加熱される。そのため、リン酸水溶液からの水の蒸発が被覆部材６２によって抑制され、水の蒸発量が低減される。これにより、リン酸水溶液の濃度変化を抑制できる。また、リン酸水溶液中のピロリン酸の発生を抑制できるため、エッチング選択比の低下を抑制することができる。
第１実施形態では、少量の純水がリン酸水溶液の液膜に供給される。より具体的には、基板Ｗへの純水の供給流量は、純水流量調整バルブ４１によって、リン酸水溶液が基板Ｗから排出されない値、換言すると基板Ｗ上にパドル状のリン酸水溶液の液膜が保持される値に設定されている。そのため、十分な活性を有するリン酸水溶液が基板Ｗから排出されることを防止できる。これにより、リン酸水溶液を効率的に使用できる。さらに、基板Ｗ上のリン酸水溶液に供給される純水が少ないので、リン酸水溶液の濃度および温度の変化を抑制できる。これにより、エッチングレートの変動を抑制できる。
【００７６】
また第１実施形態では、被覆部材６２の被覆面６６が、赤外線を透過する材料で形成されている。赤外線ランプ３４から放出された赤外線は、被覆面６６を介して基板Ｗに照射される。これにより、液膜の上面全域が被覆面６６で覆われた状態で、基板Ｗ上のリン酸水溶液が加熱される。このように、水の蒸発を抑制しながらリン酸水溶液を加熱することができるため、エッチングレートを高めることができる。
【００７７】
また第１実施形態では、被覆面６６がリン酸水溶液の液膜に接触する接触位置、または被覆面６６がリン酸水溶液の液膜から離れた非接触位置に、被覆部材６２が配置されている状態で、リン酸水溶液の液膜が加熱される。被覆面６６がリン酸水溶液の液膜に接触している状態で、基板Ｗ上のリン酸水溶液が加熱される場合には、リン酸やシロキサンの結晶が被覆面６６に付着したとしても、この結晶は、被覆面６６に接するリン酸水溶液に溶解して被覆面６６から除去される。したがって、結晶の付着によって被覆面６６が白濁し、基板Ｗに照射されるべき赤外線が被覆面６６の曇りによって遮られることを抑制または防止できる。これにより、赤外線ランプ３４の輻射熱を基板Ｗに効率的に伝達することができる。
【００７８】
また第１実施形態では、リン酸水溶液の液膜が、被覆部材６２の内周面６７によって取り囲まれる。リン酸水溶液の液膜は、被覆部材６２の被覆面６６と基板Ｗの上面との間の密閉度の高い空間に配置されている。被覆部材６２の被覆面６６が、基板Ｗの上面に近接していることに加えて、被覆部材６２の内周面６７が、リン酸水溶液の液膜の周囲に配置されているので、リン酸水溶液の液膜が配置される空間の密閉度が高められている。したがって、リン酸水溶液からの水の蒸発量がさらに低減される。そのため、リン酸水溶液の濃度変化を抑制できる。また、リン酸水溶液中のピロリン酸の発生が抑制されるため、エッチング選択比を高めることができる。実際に、第１実施形態のように基板Ｗ上のリン酸水溶液を被覆部材６２で密閉してエッチング処理を実施した場合には、基板Ｗ上のリン酸水溶液を被覆部材６２で密閉しなかった場合よりもエッチング選択比が１５倍に増加したことが確認された。
【００７９】
また第１実施形態では、被覆面６６で開口する複数の純水吐出口３７が、基板Ｗの上面内の複数の位置に向けて純水を吐出する。基板Ｗの上面内の複数の位置は、基板Ｗの中心からの距離がそれぞれ異なる位置である。したがって、スピンチャック５が回転軸線Ａ１まわりに基板Ｗを回転させている状態で、複数の純水吐出口３７が基板Ｗの上面に向けて純水を吐出すると、純水が、リン酸水溶液の液膜に均一に供給される。これにより、リン酸水溶液の濃度の均一性を高めることができる。
【００８０】
また第１実施形態では、被覆面６６で開口する複数の純水吐出口３７が、基板Ｗの中心からの距離が異なる、基板Ｗの上面内の複数の位置に向けて純水を吐出すると共に、基板Ｗの回転方向Ｄｒに離れた、基板Ｗの上面内の複数の位置に向けて純水を吐出する。したがって、スピンチャック５が回転軸線Ａ１まわりに基板Ｗを回転させている状態で、複数の純水吐出口３７が基板Ｗの上面に向けて純水を吐出すると、純水が、リン酸水溶液の液膜に均一に供給される。これにより、リン酸水溶液の濃度の均一性を高めることができる。
【００８１】
また第１実施形態では、スピンチャック５が、基板Ｗの上面中央部を通る鉛直線まわりに基板Ｗを回転させるので、基板Ｗの周縁部は、基板Ｗの中央部よりも大きい速度で鉛直線まわりに回転する。そのため、基板Ｗの周縁部は、基板Ｗの中央部よりも冷めやすい。言い換えると、基板Ｗの中央部は、基板Ｗの周縁部よりも効率的に加熱される。純水供給装置３６は、被覆面６６で開口する純水吐出口３７から基板Ｗの上面中央部に向けて純水を吐出する。したがって、純水の供給によって基板Ｗおよびリン酸水溶液の温度が変化したとしても、基板Ｗおよびリン酸水溶液が元の温度に戻る時間を短縮できる。
【００８２】
また第１実施形態では、加熱装置１０が基板Ｗの上面全域に向けて熱を発するので、基板Ｗが均一に加熱される。したがって、リン酸水溶液の液膜が均一に加熱される。そのため、エッチングの均一性を高めることができる。さらに、加熱装置１０の熱が、基板Ｗの上面全域に直接伝達されるので、加熱装置１０は、静止した状態で基板Ｗの上面全域を加熱できる。したがって、加熱装置１０を水平に移動させるための装置を設けなくてもよい。そのため、基板処理装置１の部品点数を減少させることができる。
【００８３】
また第１実施形態では、加熱装置１０が基板Ｗの上面全域に向けて熱を発するので、制御装置３は、スピンチャック５による基板Ｗの回転を停止させた状態で、加熱装置１０に基板Ｗの上面全域を加熱させることができる。すなわち、制御装置３は、基板Ｗを静止させた状態で、加熱装置１０に基板Ｗの上面全域を加熱させることができる。したがって、リン酸水溶液の液膜が加熱装置１０によって加熱されているときに、リン酸水溶液の膜厚の均一性が、基板Ｗの回転によって低下することを防止できる。さらに、リン酸水溶液に補充された純水の分布に偏りが生じ、リン酸水溶液の濃度の均一性が低下することを防止できる。そのため、エッチングの均一性を高めることができる。
【００８４】
また第１実施形態では、被覆面６６で開口する複数の純水吐出口３７が、基板Ｗの中心からの距離が異なる、基板Ｗの上面内の複数の位置に向けて純水を吐出する。複数の純水吐出口３７から吐出される純水の流量は、複数の純水流量調整バルブ４１によって個別に供給される。したがって、リン酸水溶液の液膜の各部に供給される純水の流量が個別に調整される。制御装置３は、基板Ｗの上面周縁部に供給される純水よりも多くの純水が基板Ｗの上面中央部に供給されるように、純水供給装置３６を制御する。基板Ｗの上面中央部に供給される単位面積あたりの純水の量は、基板Ｗの上面周縁部に供給される単位面積あたりの純水の量よりも多い。
【００８５】
本願発明者らは、基板Ｗの回転速度が大きいと、基板Ｗの上面中央部でのエッチング量が、基板Ｗの上面周縁部でのエッチング量よりも大きいことを確認した。このエッチング量の差は、基板Ｗの上面中央部でのリン酸水溶液の濃度が基板Ｗの上面周縁部でのリン酸水溶液の濃度よりも高いためであると考えられる。したがって、制御装置３は、基板Ｗの上面周縁部に供給される純水よりも多くの純水を基板Ｗの上面中央部に供給することにより、基板Ｗの上面中央部でのリン酸水溶液の濃度を低下させることができる。そのため、制御装置３は、基板Ｗの上面中央部でのエッチング量を減少させることができ、これによって、エッチングの均一性を高めることができる。
【００８６】
また第１実施形態では、リン酸ノズル１８から吐出されるリン酸水溶液の温度が、リン酸温度調節装置２１によって調整される。すなわち、リン酸温度調節装置２１によって予め温度が調整された高温のリン酸水溶液が、リン酸ノズル１８から吐出され、基板Ｗの上面に供給される。そのため、加熱装置１０がリン酸水溶液の温度を所定温度まで上昇させる時間を短縮できる。これにより、エッチング時間を短縮できる。
【００８７】
第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態と第１実施形態との主要な相違点は、加熱装置１０が、被覆部材６２に対して移動可能な可動ヒータとしての赤外線ヒータ２３１を備えていることである。以下の図８および図９において、前述の図１〜図７に示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００８８】
図８は、本発明の第２実施形態に係る被覆部材６２の縦断面と赤外線ヒータ２３１およびスピンチャック５を示す模式図である。図９は、本発明の第２実施形態に係る被覆部材６２および赤外線ヒータ２３１の模式的な平面図である。
第２実施形態に係る加熱装置１０は、赤外線を基板Ｗに照射する赤外線ヒータ２３１と、赤外線ヒータ２３１が先端部に取り付けられたヒータアーム２３２と、ヒータアーム２３２を移動させるヒータ移動装置２３３とを含む。加熱装置１０は、被覆部材６２に対して移動可能な可動ヒータとしての赤外線ヒータ２３１に加えて、被覆部材６２に内蔵された固定ヒータとしての赤外線ランプ３４をさらに備えていてもよい。
【００８９】
赤外線ヒータ２３１は、被覆部材６２の処理位置（図８に示す位置）よりも上方に配置されている。赤外線ヒータ２３１は、赤外線を発する赤外線ランプ２３４と、赤外線ランプ２３４を収容するランプハウジング２３５とを含む。赤外線ランプ２３４は、ランプハウジング２３５内に配置されている。ランプハウジング２３５は、平面視で基板Ｗよりも小さい。したがって、このランプハウジング２３５の内部に配置されている赤外線ヒータ２３１は、平面視で基板Ｗよりも小さくなる。赤外線ランプ２３４およびランプハウジング２３５は、ヒータアーム２３２に取り付けられている。したがって、赤外線ランプ２３４およびランプハウジング２３５は、ヒータアーム２３２と共に移動する。
【００９０】
赤外線ランプ２３４は、フィラメントと、フィラメントを収容する石英管とを含む。赤外線ランプ２３４（例えばハロゲンランプ）は、カーボンヒータであってもよいし、これら以外の発熱体であってもよい。ランプハウジング２３５の少なくとも一部は、石英などの光透過性および耐熱性を有する材料で形成されている。赤外線ランプ２３４が発光すると、赤外線ランプ２３４からは赤外線を含む光が放出される。この赤外線を含む光はランプハウジング２３５を透過してランプハウジング２３５の外表面から放射され、あるいは、ランプハウジング２３５を加熱してその外表面から輻射光を放射させる。上記のようにランプハウジング２３５の外表面からは赤外線を含む光が透過または輻射により放射されるが、以下ではランプハウジング２３５の外表面を透過する赤外線に着目して赤外線ランプ３４に関する説明を行う。
【００９１】
ランプハウジング２３５は、被覆部材６２の処理位置（図８に示す位置）よりも上方に配置されている。ランプハウジング２３５は、基板Ｗの上面と平行な底壁を有している。この底壁の上方には赤外線ランプ２３４が配置されている。底壁の下面は、基板Ｗの上面と平行でかつ平坦な照射面を含む。赤外線ヒータ２３１が基板Ｗの上方に配置されている状態では、ランプハウジング２３５の照射面が、間隔を空けて被覆部材６２に上下方向に対向する。被覆部材６２は、石英などの光透過性および耐熱性を有する材料で形成されている。したがって、この状態で赤外線ランプ２３４が赤外線を発すると、赤外線が、ランプハウジング２３５および被覆部材６２を透過する。
【００９２】
赤外線ランプ２３４から放出された赤外線は、ランプハウジング２３５および被覆部材６２を介して、被覆部材６２の被覆面６６を介して、基板Ｗの上面内の照射位置（基板Ｗの上面内の一部の領域）を照射される。これにより、赤外線が基板Ｗの上面に吸収され、輻射熱が赤外線ランプ２３４から基板Ｗに伝達されてリン酸水溶液の液膜が加熱される。あるいは赤外線がリン酸水溶液の液膜に吸収され、当該液膜を直接に加熱する。照射位置は、直径が基板Ｗの半径よりも短い円形の領域である。照射位置は、円形に限らず、長手方向の長さが基板Ｗの半径以上である矩形状であってもよいし、円形および矩形以外の形状であってもよい。
【００９３】
図９に示すように、ヒータ移動装置２３３は、スピンチャック５の周囲で上下方向に延びる回動軸線Ａ３まわりにヒータアーム２３２を回動させることにより、赤外線ヒータ２３１を水平に移動させる。これにより、赤外線が照射される照射位置が基板Ｗの上面内で移動する。ヒータ移動装置２３３は、平面視で基板Ｗの中心を通る円弧状の軌跡Ｘ１に沿って赤外線ヒータ２３１を水平に移動させる。したがって、赤外線ヒータ２３１は、被覆部材６２の上方を含む水平面内で移動する。
【００９４】
制御装置３は、赤外線ヒータ２３１が赤外線を発している状態で、スピンチャック５によって基板Ｗを回転させる。この状態で、制御装置３は、ヒータ移動装置２３３を制御することにより、照射位置が基板Ｗの上面中央部に位置するセンター位置（図９に示す位置）と、照射位置が基板Ｗの上面周縁部に位置するエッジ位置との間で、赤外線ヒータ２３１を移動させる。これにより、基板Ｗの上面全域が、加熱位置としての照射位置によって走査される。したがって、処理液などの液体が基板Ｗ上に保持されている状態で赤外線ランプ２３４が赤外線を発すると、基板Ｗの温度が上昇し、それに伴って、基板Ｗ上の液体の温度も上昇する。
【００９５】
基板Ｗが処理ユニット２によって処理されるとき、制御装置３は、前述の加熱工程において、被覆部材６２を処理位置に位置させた状態で基板Ｗを回転させると共に、赤外線ヒータ２３１をセンター位置とエッジ位置との間で移動させる。これにより、赤外線ヒータ２３１からの赤外線が基板Ｗの上面全域に照射され、基板Ｗの全域が均一に加熱される。したがって、基板Ｗの上面全域を覆うリン酸水溶液の液膜も均一に加熱される。赤外線ヒータ２３１による基板Ｗの加熱温度は、リン酸水溶液のその濃度における沸点以上の温度（１００℃以上。たとえば、１４０℃〜１６０℃内の一定温度）に設定されている。したがって、基板Ｗ上のリン酸水溶液が、その濃度における沸点まで加熱され、沸騰状態に維持される。これにより、基板Ｗのエッチングが促進される。
【００９６】
以上のように第２実施形態では、被覆部材６２の被覆面６６が、赤外線を透過する材料で形成されている。赤外線ランプ２３４は、被覆面６６の上方に配置されている。赤外線ランプ２３４から放出された赤外線は、被覆面６６を介して基板Ｗの上面に照射される。赤外線ランプ２３４は、スピンチャック５が基板Ｗを回転させている状態で、基板Ｗの上面内の一部の領域に赤外線を照射する。ヒータ移動装置２３３は、赤外線ランプ２３４を移動させることにより、基板Ｗの上面に対する赤外線の照射位置を基板Ｗの半径方向（回転半径方向）に移動させる。これにより、基板Ｗの上面全域が赤外線の照射位置によって走査され、基板Ｗの上面全域が加熱される。したがって、リン酸水溶液の液膜を均一に加熱でき、エッチングの均一性を高めることができる。
【００９７】
他の実施形態
本発明の第１および第２実施形態の説明は以上であるが、本発明は、前述の第１および第２実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
たとえば、第１および第２実施形態では、内周面６７を有する周壁６５が被覆部材６２に設けられている場合について説明したが、被覆部材６２は、周壁６５を備えていなくてもよい。
【００９８】
また第１および第２実施形態では、赤外線ランプ３４および赤外線ランプ２３４が発熱体として用いられている場合について説明したが、電熱線などの他の発熱体が、赤外線ランプ３４および赤外線ランプ２３４の代わりに用いられてもよい。
また第１および第２実施形態では、基板Ｗを水平に保持して回転させるスピンチャック５が、基板保持装置として用いられている場合について説明したが、処理ユニット２は、スピンチャック５の代わりに、基板Ｗを静止状態で水平に保持する基板保持装置を備えていてもよい。
【００９９】
また第１および第２実施形態では、純水バルブ４０の開閉によって純水の液滴が形成される場合について説明したが、純水供給装置３６は、純水バルブ４０が開かれている状態で純水吐出口３７から吐出される純水に振動を加えることにより、純水吐出口３７から吐出される純水を分断する圧電素子（piezo element）を備えていてもよい。
また第１および第２実施形態では、純水供給工程が行われている期間中、基板Ｗの回転速度が一定に維持される場合について説明したが、純水供給工程が行われている期間中に、基板Ｗの回転速度が変更されてもよい。
【０１００】
具体的には、リン酸供給工程での基板Ｗの回転速度よりも遅い低回転速度（たとえば１０〜３０ｒｐｍ）で基板Ｗを回転させる低速回転工程と、前記低回転速度よりも速い高回転速度（たとえば５０ｒｐｍ）で基板Ｗを回転させる高速回転工程とが、純水供給工程と並行して行われてもよい。この場合、基板Ｗに供給された純水の液滴に加わる遠心力が、高速回転工程において大きくなるので、基板Ｗの上面内のより広い範囲に純水を短時間で拡散させることができる。
【０１０１】
また第１および第２実施形態では、リン酸水溶液が基板Ｗに供給された後に、赤外線ランプ３４および赤外線ランプ２３４による基板Ｗの加熱が開始される場合について説明したが、赤外線ランプ３４および赤外線ランプ２３４による基板Ｗの加熱は、リン酸水溶液が基板Ｗに供給される前に開始されてもよい。この場合、基板Ｗが加熱されている状態で、リン酸水溶液が基板Ｗに供給されるので、リン酸水溶液の温度を所定温度まで上昇させる時間を短縮できる。
【０１０２】
また前述の第１および第２実施形態では、複数の純水吐出口３７が被覆面６６の全域に分布している場合について説明したが、複数の純水吐出口３７は、被覆面６６の全域に分布しておらず、被覆面６６の半径方向（平面視で基板Ｗの半径方向に一致）に並んでいてもよい。
また第２実施形態では、制御装置３は、ヒータ移動装置２３３によって、センター位置とエッジ位置との間で赤外線ヒータ２３１を水平に移動させる場合について説明したが、制御装置３は、赤外線が基板Ｗの上面周縁部に照射される２つのエッジ位置の間で、赤外線ヒータ２３１を移動させてもよい。
【０１０３】
また第２実施形態では、加熱工程において、制御装置３が、基板Ｗを回転させると共に、赤外線ヒータ２３１を移動させる場合について説明した。しかし、赤外線が照射される照射位置（基板Ｗの上面内の一部の領域）が、基板Ｗの上面中央部から基板Ｗの上面周縁部まで基板Ｗの半径方向に延びる矩形状の領域である場合には、制御装置３は、赤外線ヒータ２３１を静止させた状態で基板Ｗを回転させてもよい。
【０１０４】
具体的には、図１０に示すように、加熱装置１０は、第１実施形態に係る赤外線ランプ３４に代えて、被覆部材６２に内蔵された固定ヒータとしての赤外線ランプ３３４を備えており、この赤外線ランプ３３４が、基板Ｗの上面中央部から基板Ｗの上面周縁部まで基板Ｗの半径方向に延びる矩形状の領域だけに赤外線を照射してもよい。この場合、加熱装置１０は、スピンチャック５が基板Ｗを回転させている状態で、赤外線ランプ３３４に赤外線を放出させれば、赤外線ランプ３４を移動させずに、基板Ｗの上面全域に赤外線を照射できる。そのため、リン酸水溶液の液膜を均一に加熱でき、エッチングの均一性を高めることができる。
【０１０５】
また前述の第１および第２実施形態では、純水バルブ４０および純水流量調整バルブ４１が、各純水配管３９に介装されている場合について説明したが、純水供給装置３６が、複数の純水配管３９のそれぞれに接続されており、複数の純水配管３９に純水を供給する集合配管を備えている場合には、
また前述の第１および第２実施形態では、基板Ｗ上のリン酸水溶液を加熱しながら、純水をリン酸水溶液に補充する場合について説明したが、リン酸水溶液からの蒸発が被覆部材６２によって抑制されるので、リン酸水溶液の加熱時間が短い場合には、水の蒸発量が少ないので、純水の補充が省略されてもよい。
【０１０６】
また、純水供給装置３６は、各純水配管３９に純水を供給する集合配管と、集合配管から各純水配管３９への純水の供給および供給停止を切り替える純水バルブと、集合配管から各純水配管３９に供給される純水の流量を調整する純水流量調整バルブとを備えていてもよい。この場合、純水供給装置３６は、純水配管３９に介装された純水バルブ４０および純水流量調整バルブ４１を備えていなくてもよい。
【０１０７】
また第１および第２実施形態では、基板処理装置１が、円板状の基板Ｗを処理する装置である場合について説明したが、基板処理装置１は、液晶表示装置用基板などの多角形の基板Ｗを処理する装置であってもよい。
また、第１および第２実施形態を含む全ての実施形態のうちの２つ以上が組み合わされてもよい。
【０１０８】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【０１０９】
１        ：基板処理装置
２        ：処理ユニット
３        ：制御装置（制御手段）
５        ：スピンチャック（基板保持手段）
８        ：リンス液供給装置（リン酸供給手段）
１０      ：加熱装置（加熱手段）
１７      ：スピンモータ
１８      ：リン酸ノズル
２１      ：リン酸温度調節装置（リン酸温度調節手段）
３４      ：赤外線ランプ
３６      ：純水供給装置（水供給手段）
３７      ：純水吐出口
４１      ：純水流量調整バルブ
６２      ：被覆部材
６４      ：被覆板
６５      ：周壁
６６      ：被覆面
６７      ：内周面
２３３    ：ヒータ移動装置（ヒータ移動手段）
２３４    ：赤外線ランプ
３３４    ：赤外線ランプ
Ｗ        ：基板
【図１】
2014157935.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
2014157935.tif 000007
【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
2014157935.tif 000009
【図６】
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【図７】
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【図８】
2014157935.tif 000012
【図９】
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【図１０】
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