(57)【要約】【課題】エッチングレートを向上させることにより、リン酸エッチング処理に要する時間を短縮することができる基板処理方法および基板処理装置を提供すること。【解決手段】基板処理装置１は、ウエハＷを水平に保持して回転させるスピンチャック３と、スピンチャック３に保持されているウエハＷの下面に対向配置され、ウエハＷを下方から加熱するためのヒータ４と、スピンチャック３に保持されているウエハＷの表面（上面）にリン酸水溶液を吐出するためのリン酸ノズル５と、スピンチャック３に保持されているウエハＷの表面にシリコン懸濁液を吐出するための懸濁液ノズル６とを備えている。ウエハＷが約３００℃の高温に保持された状態で、ウエハＷの表面に、リン酸水溶液およびシリコン懸濁液の混合液が供給される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板保持手段によって保持されている基板を、２５０℃以上の高温に保持する高温保持工程と、
前記高温保持工程と並行して、前記基板保持手段によって保持されている基板の表面に、リン酸水溶液およびシリコン懸濁液を供給するリン酸／懸濁液供給工程とを含む、基板処理方法。
【請求項２】
前記基板処理方法は、前記基板保持手段によって保持されている基板の表面から、窒化膜および酸化膜の双方を完全に除去するための方法である、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記シリコン懸濁液においてケイ素が飽和状態となっている、請求項１または２に記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記リン酸／懸濁液供給工程は、
前記基板保持手段に保持されている基板の表面に、リン酸水溶液の液膜を形成するリン酸液膜形成工程と、
前記リン酸液膜形成工程の実行後、前記リン酸水溶液の前記液膜を保持している基板の表面に、シリコン懸濁液を供給するシリコン懸濁液供給工程とを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記リン酸／懸濁液供給工程後に実行され、前記基板保持手段に保持されている基板の表面を洗浄する洗浄工程をさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項６】
基板を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を回転させるための回転手段と、
前記基板保持手段に保持されている基板の表面に、リン酸水溶液およびシリコン懸濁液を供給するためのリン酸／懸濁液供給手段と、
前記基板保持手段に保持されている基板を加熱するためのヒータと、
前記回転手段、前記リン酸／懸濁液供給手段および前記ヒータを制御して、前記基板保持手段によって保持されている基板を、２５０℃以上の高温に保持する高温保持工程、ならびに前記高温保持工程と並行して、前記基板保持手段によって保持されている基板の表面に、リン酸水溶液およびシリコン懸濁液を供給するリン酸／懸濁液供給工程を実行する制御手段とを含む、基板処理装置。
【請求項７】
前記ヒータは、前記基板保持手段に保持されている基板の下方に配置されている、請求項６に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記ヒータは赤外線ランプを有し、
前記赤外線ランプは、前記基板保持手段に保持されている基板の表面に対向配置されて、当該表面に向けて赤外線を照射する、請求項６に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記リン酸／懸濁液供給手段は、
前記基板保持手段に保持されている基板の表面に向けてリン酸水溶液を吐出するためのリン酸ノズルと、
前記基板保持手段に保持されている基板の表面に向けてシリコン懸濁液を吐出するためのシリコン懸濁液ノズルとを含む、請求項６〜８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記リン酸／懸濁液供給手段は、前記基板保持手段に保持されている基板の表面にリン酸水溶液とシリコン懸濁液との混合液を吐出するための混合液ノズルを含む、請求項６〜８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１１】
前記基板保持手段に保持されている基板の表面に向けて洗浄液を吐出する洗浄液ノズルをさらに含み、
前記洗浄液ノズルは、洗浄液と気体とを混合して当該洗浄液の液滴を形成し、当該液滴を吐出する二流体ノズルである、請求項６〜１０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】
この発明は、基板処理方法および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リン酸エッチング処理が必要に応じて行われる。
複数枚の基板を一括して処理するバッチ式の基板処理装置では、高温のリン酸水溶液が貯留された処理槽に複数枚の基板が所定時間浸漬される。一方、基板を一枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置では、ノズルからスピンチャックに保持された基板に向けて、高温のリン酸水溶液が吐出される。基板の表面に供給されたリン酸水溶液は、基板の表面を流れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２５８４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バッチ式の基板処理装置では、均一なリン酸エッチング処理を行うために、処理槽に貯留されたリン酸水溶液に基板を所定時間以上浸漬させる必要がある。したがって、複数枚の基板を一括して処理する場合でも、一枚の基板を処理する場合でも同じ処理時間が必要である。一方、枚葉式の基板処理装置では、バッチ式の場合と比較して、一枚の基板を短時間で均一に処理することができる。
【０００５】
しかしながら、リン酸エッチング処理の処理レート（エッチングレート）は、基板に供給されたリン酸水溶液の温度が沸点付近のときに最も高い。しかしながら、枚葉式の基板処理装置では、リン酸水溶液の温度をタンク内で沸点付近に調節したとしても、基板に供給されるまでの間にリン酸水溶液の温度が低下するから、シリコン窒化膜のエッチングレートが低下する。このため、リン酸エッチング処理に要する時間が長くなり、スループットが低下するおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、エッチングレートを向上させることにより、リン酸エッチング処理に要する時間を短縮することができる基板処理方法および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】
【０００７】
前記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板保持手段（３）によって保持されている基板（Ｗ）を、２５０℃以上の高温に保持する高温保持工程（Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）と、前記高温保持工程と並行して、前記基板保持手段によって保持されている基板の表面に、リン酸水溶液およびシリコン懸濁液を供給するリン酸／懸濁液供給工程（Ｓ３，Ｓ４）とを含む、基板処理方法である。
【０００８】
なお、この項において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符合を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を実施形態に限定する趣旨ではない。
この発明の方法によれば、２５０℃以上の高温に保持された基板において、その表面に、リン酸水溶液およびシリコン懸濁液が供給される。熱伝導率が高いケイ素（Ｓｉ）粒子を多量に含むシリコン懸濁液は、吸熱性を有しているので、その吸熱作用により、基板の表面におけるリン酸水溶液の温度低下が防止される。そのため、基板の表面の接しているリン酸水溶液が高温に保持され続ける。これにより、リン酸エッチングのエッチングレートを高めることができ、その結果、リン酸エッチング処理に要する時間を短縮することができる。
【０００９】
なお、基板の保持温度は、約３００℃であってもよい。
請求項２に記載のように、前記基板処理方法は、前記基板保持手段によって保持されている基板の表面から、窒化膜および酸化膜の双方を完全に除去するための方法であってもよい。この場合、基板がシリコン基板であることが好ましい。シリコン基板の表面に窒化シリコンおよび酸化シリコンの混成膜が形成されている場合を考える。リン酸水溶液およびシリコン懸濁液がシリコン基板の表面に供給されると、シリコン基板の表面で、以下の反応が生じる。
【００１０】
次式（１）に示すように、リン酸水溶液中のリン酸（Ｈ３ＰＯ４）が水（Ｈ２Ｏ）やシリコン懸濁液中のケイ素（Ｓｉ）と反応して、ピロリン酸（Ｈ４Ｐ２Ｏ７）が生じる。
２Ｈ３ＰＯ４＋３Ｈ２Ｏ  →  Ｈ４Ｐ２Ｏ７
２Ｈ３ＰＯ４＋Ｓｉ＋３Ｈ２Ｏ  →  Ｈ４Ｐ２Ｏ７＋４Ｈ＋＋Ｓｉ（ＯＨ）４  …（１）
また、次式（２）に示すように、シリコン基板の表面の二酸化シリコン（ＳｉＯ２）の膜が、ピロリン酸と反応し、Ｈ２ＳｉＰ２Ｏ８と水とが生じる。
ＳｉＯ２＋Ｈ４Ｐ２Ｏ７  →  Ｈ２ＳｉＰ２Ｏ８＋Ｈ２Ｏ  …（２）
また、次式（３）に示すように、シリコン基板の表面の窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）が水と反応して、アンモニア（ＮＨ３）とオルトケイ酸とが生じる。なお、この反応では、リン酸が触媒として作用する。
Ｓｉ３Ｎ４＋１２Ｈ２Ｏ  →  ３Ｓｉ（ＯＨ）４＋４ＮＨ３  …（３）
式（１）および式（３）の反応で生じるオルトケイ酸は、シリコン基板の表面に堆積し、シリコン基板表面におけるエッチングの進行を阻害する。
【００１１】
そして、リン酸水溶液が２５０℃以上の液温を有していると、次式（４）に示すように、窒化シリコンとオルトケイ酸とが反応して分解反応が生じる。
Ｓｉ３Ｎ４＋４Ｓｉ（ＯＨ）４  →  ７Ｓｉ＋４ＮＨ３＋７Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ    …（４）
式（４）に示す分解反応により、オルトケイ酸の堆積物が減り、さらに、式（３）に示すように水が生成される。したがって、エッチングの進行を阻害するオルトケイ酸の堆積物が減る結果、式（１）〜式（３）の各反応が促進される。また、窒化シリコンと反応する水が生成されるので、式（３）の反応がとくに促進される。
【００１２】
以上のように、シリコン懸濁液の吸熱作用によるリン酸水溶液の保温と、窒化シリコンとオルトケイ酸との分解反応に伴うエッチングの促進により、リン酸エッチングのエッチングレートをより一層高めることができる。その結果、リン酸エッチング処理に要する時間を、より一層短縮することができる。
前記シリコン懸濁液は、ケイ素が１００ｐｐｍ以上の高濃度状態となっていることが望ましい。ケイ素の吸熱作用を考慮すると、シリコン懸濁液におけるケイ素の濃度は高いほど望ましく、請求項３に記載のように、シリコン懸濁液においてケイ素が飽和状態となっていることが好ましい。
【００１３】
請求項４記載の発明は、前記リン酸／懸濁液供給工程は、前記基板保持手段に保持されている基板の表面に、リン酸水溶液の液膜を形成するリン酸液膜形成工程（Ｓ３）と、前記リン酸液膜形成工程の実行後、前記リン酸水溶液の前記液膜を保持している基板の表面に、シリコン懸濁液を供給するシリコン懸濁液供給工程（Ｓ４）とを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
【００１４】
この発明の方法によれば、リン酸水溶液の液膜が形成されている基板の表面に、シリコン懸濁液が供給される。そして、基板の表面上でリン酸水溶液とシリコン懸濁液とが混合される。これにより、リン酸水溶液とシリコン懸濁液との混合液の液膜を、基板の表面に良好に形成することができる。
前述のように、シリコン懸濁液は高い熱伝導率を有している。したがって、基板の表面に、リン酸水溶液とシリコン懸濁液との液膜を形成することにより、当該液膜に含まれるリン酸水溶液およびシリコン懸濁液を高温に保持し続けることができ、これにより、エッチングレートをさらに高めることができる。
【００１５】
請求項５記載の発明は、前記リン酸／懸濁液供給工程後に実行され、前記基板保持手段に保持されている基板の表面を洗浄する洗浄工程（Ｓ６）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方法である。
リン酸水溶液およびシリコン懸濁液を排除した後の基板の表面にケイ素粒子が残留していると、このケイ素粒子がパーティクルとなって基板汚染の原因となるおそれがある。
【００１６】
この発明の方法によれば、リン酸／懸濁液供給工程の実行後に、基板の表面が洗浄される。したがって、洗浄工程実行後の基板の表面には、ケイ素粒子は存在しない。その結果、パーティクルの発生を防止することができる。
前記の目的を達成するための請求項６記載の発明は、基板を保持する基板保持手段（３）と、前記基板保持手段に保持されている基板を回転させるための回転手段（１４）と、前記基板保持手段に保持されている基板の表面に、リン酸水溶液およびシリコン懸濁液を供給するためのリン酸／懸濁液供給手段（５，６；２０２）と、前記基板保持手段に保持されている基板を加熱するためのヒータ（４；１０３）と、前記回転手段、前記リン酸／懸濁液供給手段および前記ヒータを制御して、前記基板保持手段によって保持されている基板を、２５０℃以上の高温に保持する高温保持工程（Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）、ならびに前記高温保持工程と並行して、前記基板保持手段によって保持されている基板の表面に、リン酸水溶液およびシリコン懸濁液を供給するリン酸／懸濁液供給工程（Ｓ３，Ｓ４）を実行する制御手段とを含む、基板処理装置（１；１０１；２０１）である。
【００１７】
この構成によれば、請求項１に関連して説明した作用効果と同等の作用効果を奏することができる。
請求項７記載の発明は、前記ヒータ（４）は、前記基板保持手段に保持されている基板の下方に配置されている、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、ヒータによって基板が加熱され、その基板を介して、基板の表面に接するリン酸水溶液およびシリコン懸濁液が加熱される。この場合、ヒータとして、たとえば抵抗式のヒータ等を用いることができる。
【００１８】
請求項８記載の発明は、前記ヒータ（１０３）は赤外線ランプ（１０４）を有し、前記赤外線ランプは、前記基板保持手段に保持されている基板の表面に対向配置されて、当該表面に向けて赤外線を照射する、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、基板の表面に供給されるリン酸水溶液およびシリコン懸濁液に、赤外線ランプから照射される赤外線が照射される。シリコン懸濁液に含まれるケイ素粒子は赤外線の吸収率が比較的高い。そのため、シリコン懸濁液に対する赤外線の照射により、各ケイ素粒子が昇温し、これにより、シリコン懸濁液全体が昇温される。これにより、基板の表面のリン酸水溶液およびシリコン懸濁液を、より長く高温状態に保持し続けることができる。
【００１９】
請求項９記載の発明は、前記リン酸／懸濁液供給手段は、前記基板保持手段に保持されている基板の表面に向けてリン酸水溶液を吐出するためのリン酸ノズル（５）と、前記基板保持手段に保持されている基板の表面に向けてシリコン懸濁液を吐出するためのシリコン懸濁液ノズル（６）とを含む、請求項６〜８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、リン酸ノズルから基板の表面にリン酸水溶液が吐出される。また、シリコン懸濁液ノズルから基板の表面にシリコン懸濁液が吐出される。これにより、基板の表面に、リン酸水溶液とシリコン懸濁液との混合液の液膜を良好に形成することができる。
請求項１０記載の発明は、前記リン酸／懸濁液供給手段は、前記基板保持手段に保持されている基板の表面にリン酸水溶液とシリコン懸濁液との混合液を吐出するための混合液ノズル（２０６）を含む、請求項６〜８のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
【００２１】
この構成によれば、リン酸水溶液とシリコン懸濁液との混合液が、混合液ノズルから吐出される。そのため、基板の表面に、リン酸水溶液とシリコン懸濁液との混合液の液膜を良好に形成することができる。
請求項１１に記載のように、前記基板保持手段に保持されている基板の表面に向けて洗浄液を吐出する洗浄液ノズル（７）をさらに含み、前記洗浄液ノズルは、洗浄液と気体とを混合して当該洗浄液の液滴を形成し、当該液滴を吐出する二流体ノズルであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】図１に示す基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す基板処理装置によって実行されるリン酸エッチング処理の処理例について説明するための工程図である。
【図４Ａ−４Ｂ】図３の処理例を説明するための模式的な図である。
【図４Ｃ−４Ｄ】図４Ｂに続く工程を説明するための模式的な図である。
【図４Ｅ−４Ｆ】図４Ｄに続く工程を説明するための模式的な図である。
【図５】リン酸エッチングにおけるウエハの温度およびエッチング液の種類と、窒化シリコンのエッチング量および酸化シリコンのエッチング量との関係を示すグラフである。
【図６】本発明の第２実施形態に係る基板処理装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る基板処理装置の構成を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下では、この発明の実施の形態を、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の構成を模式的に示す断面図である。
この基板処理装置１は、基板の一例としての円形の半導体ウエハＷ（以下、単に「ウエハＷ」という）におけるデバイス形成領域側の表面に対して、酸化膜および窒化膜のエッチング処理を施すための枚葉型の装置である。このエッチング処理は、ウエハＷの表面から、窒化膜および酸化膜の双方を完全に除去するための処理であり、エッチング液としてリン酸水溶液が用いられる。
【００２４】
図１に示すように、基板処理装置１は、隔壁（図示しない）により区画された処理室２内に、ウエハＷを水平に保持して回転させるスピンチャック（基板保持手段）３と、スピンチャック３に保持されているウエハＷの下面に対向配置され、ウエハＷを下方から加熱するためのヒータ４と、スピンチャック３に保持されているウエハＷの表面（上面）にリン酸水溶液を吐出するためのリン酸ノズル５と、スピンチャック３に保持されているウエハＷの表面にシリコン懸濁液を吐出するための懸濁液ノズル６と、スピンチャック３に保持されているウエハＷの表面に、洗浄液の一例としてのＳＣ１（ammonia-hydrogen peroxide mixture：アンモニア過酸化水素水混合液）を吐出するための洗浄液ノズル７と、スピンチャック３を収容するカップ８とを備えている。
【００２５】
スピンチャック３として、たとえば挟持式のものが採用されている。スピンチャック３は、鉛直に延びる筒状の回転軸１１と、回転軸１１の上端に水平姿勢に取り付けられた円板状のスピンベース１２と、スピンベース１２にたとえば等間隔で配置された複数個（少なくとも３個。たとえば６個）の挟持部材１３と、回転軸１１に連結されたスピンモータ（回転手段）１４とを備えている。
【００２６】
各挟持部材１３は、ウエハＷの周縁部を挟持する挟持ピン３４と、スピンベース１２の上面の周縁部から延びて、挟持ピン３４を支持する側面視Ｌ形の支持アーム４２とを備えている。支持アーム４２は、スピンベース１２の上面から鉛直上方に延びる鉛直杆３３と、鉛直杆３３の上端から回転軸線Ａ１に向けて水平に伸びる横杆３５と一体的に備えている。挟持ピン３４は、横杆３５の先端に下向き鉛直姿勢で取り付けられている。
【００２７】
複数の挟持ピン３４には、挟持ピン駆動機構４３が結合されている。挟持ピン駆動機構４３は、複数の挟持ピン３４を、ウエハＷの端面と当接してウエハＷを挟持することができる挟持位置と、この挟持位置よりもウエハＷの径方向外方の開放位置とに導くことができるようになっている。スピンチャック３は、各挟持ピン３４をウエハＷの周端面に接触させて挟持することにより、ウエハＷがスピンチャック３に強固に保持される。ウエハＷが複数個の挟持部材１３に保持された状態で、スピンモータ１４の回転駆動力が回転軸１１に入力されることにより、ウエハＷの中心を通る鉛直な回転軸線Ａ１まわりにウエハＷが回転する。スピンチャック３はウエハＷを、最大２５００ｒｐｍの回転速度で回転させることができる。
【００２８】
リン酸ノズル５は、たとえば、連続流の状態でリン酸水溶液を下方に向けて吐出するストレートノズルである。リン酸ノズル５には、リン酸水溶液供給源からの所定の高温（たとえば約１４０℃）のリン酸水溶液が供給されるリン酸供給管１６が接続されている。リン酸供給管１６には、リン酸供給管１６を開閉するためのリン酸バルブ１７が介装されている。リン酸バルブ１７が開かれると、リン酸供給管１６からリン酸ノズル５にリン酸水溶液が供給され、また、リン酸バルブ１７が閉じられると、リン酸供給管１６からリン酸ノズル５へのリン酸水溶液の供給が停止される。リン酸ノズル５には、リン酸ノズル移動機構１８が結合されている。リン酸ノズル移動機構１８は、スピンチャック３の上方と、スピンチャック３の側方に設けられたホームポジションとの間でリン酸ノズル５を移動させる。
【００２９】
懸濁液ノズル６は、たとえば、連続流の状態でシリコン懸濁液を下方に向けて吐出するストレートノズルである。懸濁液ノズル６には、シリコン懸濁液供給源からシリコン懸濁液が供給される懸濁液供給管１９が接続されている。シリコン懸濁液供給源から懸濁液供給管１９に供給されるシリコン懸濁液は、たとえば飽和濃度を有している。懸濁液供給管１９には、懸濁液供給管１９を開閉するための懸濁液バルブ２０が介装されている。懸濁液バルブ２０が開かれると、懸濁液供給管１９から懸濁液ノズル６にリン酸水溶液が供給され、また、懸濁液バルブ２０が閉じられると、懸濁液供給管１９から懸濁液ノズル６へのシリコン懸濁液の供給が停止される。
【００３０】
懸濁液ノズル６には、懸濁液ノズル移動機構２１が結合されている。懸濁液ノズル移動機構２１は、スピンチャック３の上方と、スピンチャック３の側方に設けられたホームポジションとの間で懸濁液ノズル６を移動させる。
洗浄液ノズル７は、ＳＣ１を液滴の噴流の形態でウエハＷの表面に供給することができる、いわゆる二流体ノズルである。洗浄液ノズル７には、ＳＣ１供給源からのＳＣ１が供給される洗浄液供給管２２と、窒素ガス供給ライン（図示せず）からの高圧の窒素ガスが供給される窒素ガス供給管４４とが接続されている。洗浄液供給管２２には、洗浄液供給管２２を開閉するための洗浄液バルブ２３が介装されている。また、窒素ガス供給管４４には、窒素ガスバルブ４５が介装されている。
【００３１】
洗浄液バルブ２３および窒素ガスバルブ４５が開かれると、洗浄液供給管２２からのＳＣ１および窒素ガス供給管４４からの窒素ガスが洗浄液ノズル７に供給される。洗浄液ノズル７に供給されるＳＣ１および窒素ガスは、洗浄液ノズル７内または洗浄液ノズル７外の吐出口近傍で混合される。これにより、ＳＣ１の微細な液滴の噴流が形成される。
洗浄液ノズル７には、洗浄液ノズル移動機構２４が結合されている。洗浄液ノズル移動機構２４は、スピンチャック３の上方と、スピンチャック３の側方に設けられたホームポジションとの間で洗浄液ノズル７を移動させる。
【００３２】
また、基板処理装置１は、リンス液を吐出するためのリンス液ノズル３０を備えている。リンス液ノズル３０は、たとえば、連続流の状態でリンス液を吐出するストレートノズルであり、スピンチャック３の上方で、その供給口をウエハＷの回転中心付近に向けて固定的に配置されている。リンス液ノズル３０には、リンス液供給源からの常温（たとえば２５℃）のリンス液が供給されるリンス液供給管３１が接続されている。リンス液供給管３１の途中部には、リンス液ノズル３０からのリンス液の供給／供給停止を切り換えるためのリンス液バルブ３２が介装されている。
【００３３】
カップ８は、ウエハＷの処理に用いられた後のリン酸水溶液やシリコン懸濁液、リンス液を処理するためのものであり、有底円筒容器状に形成されている。
ヒータ４は、たとえばセラミックや炭化ケイ素（ＳｉＣ）製の本体部に、抵抗２８が埋設された抵抗式のヒータである。ヒータ４はスピンベース１２の上面と、スピンチャック３に保持されるウエハＷの下面との間に水平姿勢で配置されている。ヒータ４は、スピンベース１２の上面と、スピンチャック３に保持されるウエハＷの下面との間に水平姿勢で配置されている。ヒータ４は、水平平坦な円形の上面２９を有し、抵抗式のヒータ２８が埋設された本体部２９Ａと、上面２９の周縁部から鉛直上方に立ち上がる外周壁３８とを備えている。ヒータ４の上面２９と外周壁３８の内周面とによって、上面２９の上方に液を溜めるための浅溝の貯留溝４１が区画されており、上面２９の上方に液を溜めることができるようになっており、外周壁３８の高さは、貯留溝４１に溜められる液の厚みが所定の厚み（たとえば図４Ｂの状態においてウエハＷの上方に約５ｍｍ程度の液を溜めることができる程度の厚み）になるように設定されている。
【００３４】
次に述べる貫通穴２４等を挿通する給電線（図示しない）を介して抵抗２８に対する給電が行われている。ヒータ４は回転可能な構成ではなく、したがって、抵抗２８への給電のために回転電気接点が不要である。そのため、ヒータ４を回転させる場合と比較して、ヒータ４への給電量が制限されない。これにより、ウエハＷを所望の高温まで加熱することが可能である。
【００３５】
抵抗２８への給電により、抵抗２８が発熱し、ヒータ４全体が発熱状態になる。これにより、上面２９が発熱面として機能する。上面２９の全域において、ヒータ４のオン状態における上面２９の単位面積当たりの発熱量は均一に設定されている。
支持ロッド２５は、スピンベース１２および回転軸１１を上下方向に貫通する貫通穴２４を回転軸線Ａ１に沿って鉛直方向（スピンベース１２の厚み方向）に挿通し、その上端が、回転軸線Ａ１上のスピンベース１２に固定されている。支持ロッド２５は貫通穴２４においてスピンベース１２または回転軸１１と接触していない。支持ロッド２５の下端（他端）は、スピンチャック３の下方の周辺部材に固定され、これにより、支持ロッド２５が姿勢保持されている。このように、ヒータ４がスピンチャック３に支持されていないので、ウエハＷの回転中であっても、ヒータ４は回転せずに静止（非回転状態）している。
【００３６】
支持ロッド２５は中空軸であり、その内部には、ＤＩＷ（脱イオン水）等の水が流通するための水供給路６１が形成されている。水供給路６１は、ヒータ４の上面２９で開口する下吐出口６２に連通している。下吐出口６２は、スピンチャック３に保持されるウエハＷの下面中心に対向している。
水供給路６１には、水供給源から水が供給される水下供給管６３が接続されている。水下供給管６３には、この水下供給管６３を開閉するための水下バルブ６４が介装されている。水下バルブ６４が開かれると、水下供給管６３から水供給路６１を介して下吐出口６２に水が供給される。これにより、下吐出口６２から水が吐出される。
【００３７】
支持ロッド２５には、ヒータ４を昇降させるための昇降機構２７が結合されている。ヒータ４は、昇降機構２７により水平姿勢を維持したまま昇降される。昇降機構２７は、たとえばボールねじやモータによって構成されている。昇降機構２７の駆動により、ヒータ４は、その下面がスピンベース１２の上面に接触する下位置（離反位置。図４Ａ参照）と、ヒータ４の上面２９が、ウエハＷの下面に微小間隔Ｗ１を隔てて対向配置される上位置（近接位置。図４Ｂ等参照）との間で昇降させられる。これにより、ヒータ４とウエハＷとの間隔を変更させることが可能である。
【００３８】
ヒータ４の上面２９の周縁部には、ヒータ４が次に述べる上位置にあるときに、挟持部材１３の挟持ピン３４を収容するための環状溝３７が形成されている。環状溝３７は、スピンチャック３（スピンベース１２）の回転中に挟持部材１３の挟持ピン３４を収容できるように、回転軸線Ａ１を中心とする円環状をなしている。環状溝３７の溝深さは、ヒータ４が次に述べる上位置にあるときに、挟持ピン３４と環状溝３７の底壁とが干渉しない程度の深さに設定されている。また、環状溝３７の溝幅は、挟持ピン３４の外径よりも広く設定されている。また、図１では、環状溝３７と外周壁３８とが内外に隣接して設けられている。すなわち、環状溝３７の外周面と外周壁３８の内周面とが連続し、鉛直面をなしている。
【００３９】
ヒータ４が上位置にある状態で、かつ貯留溝４１に液が満タンに溜められた状態では、貯留溝４１に溜められている液によって、表面を上向きの状態で挟持部材１３に挟持されたウエハＷが浸漬される。つまり、貯留溝４１に溜められている液の液面がウエハＷの表面よりも上方に位置し、その結果、貯留溝４１に溜められている液によってウエハＷの表面の全域が覆われる。
【００４０】
なお、図１では、外周壁３８がヒータ４の本体に一体的に形成されている場合を例示しているが、外周壁３８がヒータ４の本体と別体であってもよい。
図２は、基板処理装置１の電気的構成を示すブロック図である。
基板処理装置１は、マイクロコンピュータを含む構成の制御部４０を備えている。制御部４０は、抵抗２８への通電／切断の切換えにより、ヒータ４のオン／オフを制御する。また、制御部４０は、挟持ピン駆動機構４３、スピンモータ１４、昇降機構２７ならびにリン酸ノズル移動機構１８、懸濁液ノズルノズル移動機構２１および洗浄液ノズル移動機構２４などの動作を制御する。さらに、制御部４０は、リン酸バルブ１７、懸濁液バルブ２０、洗浄液バルブ２３、リンス液バルブ３２、窒素ガスバルブ４５等の開閉動作を制御する。
【００４１】
図３は、基板処理装置１によって実行されるリン酸エッチング処理の処理例について説明するための工程図である。図４Ａ〜図４Ｆは、この処理例について説明するための模式的な図である。
以下では、図１〜図４Ｆを参照して、リン酸エッチング処理の処理例について説明する。
【００４２】
リン酸エッチング処理に際しては、搬送ロボット（図示しない）が制御されて、処理室２内に未処理のウエハＷが搬入される（ステップＳ１）。未処理のウエハＷの表面には、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）を含む窒化膜および酸化シリコン（ＳｉＯ２）を含む酸化膜が形成されている。搬入されたウエハＷは、スピンベース１２の上面に対向する所定の受渡位置に配置され、制御部４０は挟持ピン駆動機構４３を駆動して、複数の挟持ピン３４を開放位置から挟持位置に導く。これにより、図４Ａに示すように、搬入されたウエハＷは、その表面を上方に向けた状態でスピンチャック３に保持される。
【００４３】
ウエハＷの搬入時には、ヒータ４はすでにオン（駆動状態）にされており、また、ヒータ４は下位置にある。さらに、ウエハＷの搬入の妨げにならないように、リン酸ノズル５、懸濁液ノズル６および洗浄液ノズル７は、それぞれホームポジションに配置されている。
スピンチャック３にウエハＷが保持されると、図４Ｂに示すように、制御部４０は昇降機構２７を制御して、ヒータ４を上位置まで上昇させる。この状態で、ウエハＷの下面とのヒータ４の上面２９の間隔Ｗ１は、たとえば０．１ｍｍ程度に設定されている。
【００４４】
ヒータ４が上位置にある状態で、スピンチャック３に保持されているウエハＷは、ヒータ４からの熱輻射により加熱される（ステップＳ２）。ヒータ４が上位置にある状態で、上面２９とウエハＷの下面とが平行をなしているので、ウエハＷにヒータ４から与えられる単位面積当たりの熱量は、ウエハＷの全域においてほぼ均一である。ヒータ４による加熱により、ウエハＷの温度は約３００℃まで昇温され、維持される。ウエハＷへの加熱は予め定める加熱時間にわたって行われる。
【００４５】
ウエハＷの温度が約３００℃に達すると、図４Ｃに示すように、制御部４０はスピンモータ１４を制御して、ウエハＷを回転開始させる（ステップＳ２）。ウエハＷは予め定める液溜め速度（たとえば１０〜１００rpmの範囲でたとえば２０rpm）まで上昇され、液溜め速度に維持される。
また、制御部４０は、リン酸ノズル移動機構１８を制御して、リン酸ノズル５をウエハＷの上方位置に移動させ、図４Ｃに示すように、リン酸ノズル５をウエハＷの回転中心（回転軸線Ａ１）上に配置させる。
【００４６】
リン酸ノズル５がウエハＷの回転中心上に配置されると、図４Ｃに示すように、制御部４０は、リン酸バルブ１７を開いて、リン酸ノズル５から高温のリン酸水溶液を吐出する。リン酸ノズル５から吐出されるリン酸水溶液は、ウエハＷの表面に供給されるとともに、ウエハＷの表面から溢れて、貯留溝４１に溜められる。リン酸水溶液は貯留溝４１に満タンに溜められる。
【００４７】
ヒータ４が上位置にあるので、貯留溝４１にリン酸水溶液が満タンに溜められた状態では、このリン酸水溶液中にウエハＷが浸漬される。このとき、ヒータ４のリン酸水溶液の液面がウエハＷの表面よりも上方に位置し、その結果、リン酸水溶液によってウエハＷの表面の全域が覆われる。換言すると、ウエハＷの表面上に、その表面の全域を覆うリン酸水溶液の液膜が形成される（ステップＳ３：リン酸液膜形成工程）。
【００４８】
貯留溝４１にリン酸水溶液が満タンに溜められると、制御部４０は、リン酸バルブ１７を閉じて、リン酸ノズル５からのリン酸水溶液の吐出を停止するとともに、リン酸ノズル移動機構１８を制御して、リン酸水溶液の吐出停止後のリン酸ノズル５を、そのホームポジションに戻す。
次いで、制御部４０は、懸濁液ノズル移動機構２１を制御して、懸濁液ノズル６をウエハＷの上方位置に移動させ、図４Ｄに示すように、懸濁液ノズル６をウエハＷの回転中心（回転軸線Ａ１）上に配置させる。
【００４９】
懸濁液ノズル６がウエハＷの回転中心上に配置されると、制御部４０は、懸濁液バルブ２０を開いて、懸濁液ノズル６からシリコン懸濁液を吐出する（ステップＳ４：シリコン懸濁液供給工程）。
すなわち、ウエハＷの回転速度が低速とされつつ、リン酸水溶液の液膜が形成されているウエハＷの表面に、シリコン懸濁液が供給される。これにより、ウエハＷの表面上で、リン酸水溶液とシリコン懸濁液とが混合し、これにより、ウエハＷの表面に、リン酸水溶液とシリコン懸濁液との混合液（以下、「リン酸／懸濁液混合液」という場合がある）の液膜が形成される。
【００５０】
シリコン懸濁液の吐出開始から予め定めるシリコン懸濁液吐出時間が経過すると、制御部４０は、懸濁液バルブ２０を閉じて、懸濁液ノズル６からのシリコン懸濁液の吐出を停止するとともに、懸濁液ノズル移動機構２１を制御して、シリコン懸濁液の吐出停止後の懸濁液ノズル６を、そのホームポジションに戻す。シリコン懸濁液吐出時間は、貯留溝４１に溜められているリン酸／懸濁液混合液の混合比が所定の混合比（たとえば１：１）になるように設定されている。
【００５１】
その後、図４Ｅに示すように、ウエハＷの表面がリン酸／懸濁液混合液の液膜によって覆われた状態で、ウエハＷが液溜め速度で回転されつつ、ヒータ４によるウエハＷの加熱が続行される。
図４Ｅに示す処理では、約３００℃の高温に保持されたウエハＷにおいて、その表面に、リン酸／懸濁液混合液の液膜が形成される。このリン酸／懸濁液混合液の液膜は、ウエハＷによって加熱される。熱伝導率が高いケイ素（Ｓｉ）粒子を多量に含むシリコン懸濁液は吸熱性を有しているので、その吸熱作用により、リン酸／懸濁液混合液の温度低下が防止される。
【００５２】
また、図４Ｅに示す処理では、ウエハＷの表面において以下の反応が生じる。
すなわち、次式（５）に示すように、リン酸水溶液に含まれるリン酸（Ｈ３ＰＯ４）が水（Ｈ２Ｏ）やシリコン懸濁液中のケイ素（Ｓｉ）と反応して、ピロリン酸（Ｈ４Ｐ２Ｏ７）が生じる。
２Ｈ３ＰＯ４＋３Ｈ２Ｏ  →  Ｈ４Ｐ２Ｏ７
２Ｈ３ＰＯ４＋Ｓｉ＋３Ｈ２Ｏ  →  Ｈ４Ｐ２Ｏ７＋４Ｈ＋＋Ｓｉ（ＯＨ）４  …（５）
また、次式（６）に示すように、ウエハＷの表面の二酸化シリコン（ＳｉＯ２）の膜が、ピロリン酸と反応し、Ｈ２ＳｉＰ２Ｏ８と水とが生じる。
ＳｉＯ２＋Ｈ４Ｐ２Ｏ７  →  Ｈ２ＳｉＰ２Ｏ８＋Ｈ２Ｏ  …（６）
また、次式（７）に示すように、ウエハＷの表面の窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）の膜が水と反応して、アンモニア（ＮＨ３）とオルトケイ酸とが生じる。なお、この反応では、リン酸が触媒として作用する。
Ｓｉ３Ｎ４＋１２Ｈ２Ｏ  →  ３Ｓｉ（ＯＨ）４＋４ＮＨ３  …（７）
式（５）および式（７）の反応で生じるオルトケイ酸は、ウエハＷの表面に堆積し、ウエハＷ表面におけるエッチングの進行を阻害する。
【００５３】
そして、リン酸水溶液が２５０℃以上の液温を有していると、次式（８）に示すように、窒化シリコンとオルトケイ酸とが反応して分解反応が生じる。
Ｓｉ３Ｎ４＋４Ｓｉ（ＯＨ）４  →  ７Ｓｉ＋４ＮＨ３＋７Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ    …（８）
式（８）に示す分解反応により、オルトケイ酸の堆積物が減り、さらに、式（７）に示すように水が生成される。したがって、エッチングの進行を阻害するオルトケイ酸の堆積物が減る結果、式（５）〜式（７）の各反応が促進される。式（８）に示す分解反応で、窒化シリコンと反応する水が生成されるので、とくに、式（７）の反応が促進される。
【００５４】
ヒータ４によるウエハＷへの加熱開始から、予め定める加熱時間が経過すると、図４Ｆに示すように、制御部４０は、制御部４０は昇降機構２７を制御して、ヒータ４を下位置まで下降させる。これにより、ヒータ４からの熱輻射によるウエハＷの加熱は終了する。
また、制御部４０は、スピンモータ１４を制御して、ウエハＷの回転速度を所定の液処理速度（３００〜１５００rpmの範囲で、たとえば１０００rpm）に上げるとともに、リンス液バルブ３２を開いて、リンス液ノズル３０の吐出口からウエハＷの回転中心付近に向けてリンス液を供給する（ステップＳ５：中間リンス処理工程）。ウエハＷの表面に供給されたリンス液は、ウエハＷの回転による遠心力を受けて、ウエハＷの表面上をウエハＷの周縁に向けて流れる。これにより、ウエハＷの表面に付着しているリン酸水溶液およびシリコン懸濁液がリンス液によって洗い流される。
【００５５】
また、この中間リンス処理工程と並行して、ヒータ４の内壁面（上面２９、環状溝３７の壁面および外周壁３８の内周面）を水で洗浄する貯留槽洗浄が実行される。この貯留槽洗浄では、制御部４０は、水下バルブ６４を開いて、下吐出口６２から貯留槽４１に水を吐出する。下吐出口６２から吐出される水は、ヒータ４の貯留溝４１に溜められる。下吐出口６２からの水の吐出は、貯留溝４１が溢れた後も続行される。これにより、ヒータ４の内壁面に付着していたリン酸水溶液が水で洗い流される。
【００５６】
リンス液の供給が所定の中間リンス時間にわたって続けられると、リンス液バルブ３２が閉じられて、ウエハＷの表面へのリンス液の供給が停止される。また、リンス液の供給停止に併せて、水下バルブ６４が閉じられて、ヒータ４１への水の供給が停止される。
ウエハＷの回転速度を液処理速度に維持しつつ、制御部４０は、洗浄液バルブ２３を開いて、洗浄液ノズル７からＳＣ１をウエハＷの表面に供給する（ステップＳ６：ＳＣ１処理）。また、制御部４０は、洗浄液ノズル移動機構２４を制御して、洗浄液ノズル７を、ウエハＷの回転中心上と周縁部上との間で往復移動させる。これによって、洗浄液ノズル７からのＳＣ１が導かれるウエハＷの表面上の供給位置は、ウエハＷの回転中心からウエハＷの周縁部に至る範囲内を、ウエハＷの回転方向と交差する円弧状の軌跡を描きつつ往復移動する。これにより、ウエハＷの表面の全域に、ＳＣ１がむらなく供給され、ＳＣ１の化学的能力により、ウエハＷの表面に付着しているレジスト残渣およびパーティクルなどの異物を除去することができる。
【００５７】
とくに、ステップＳ５の中間リンス処理の実行後のウエハＷの表面にケイ素粒子が付着していることが考えられる。ウエハＷの表面を洗浄することなくそのまま乾燥させたのでは、このケイ素粒子がパーティクルとなって、ウエハＷの汚染の原因となるおそれがある。しかしながら、この処理例では、ステップＳ６のＳＣ１処理においてＳＣ１の化学的能力によって、ウエハＷの表面に付着しているケイ素粒子が除去されるので、ケイ素粒子に起因するパーティクルの発生を防止することができる。
【００５８】
ＳＣ１の供給が所定のＳＣ１処理時間にわたって続けられると、制御部４０は、洗浄液バルブ２３を閉じるとともに、洗浄液ノズル移動機構２４を制御して、洗浄液ノズル７をホームポジションに戻す。また、ウエハＷの回転速度が液処理速度に維持された状態で、制御部４０は、リンス液バルブ３２を開いて、リンス液ノズル３０の吐出口からウエハＷの回転中心付近に向けてリンス液を供給する（ステップＳ７：最終リンス工程）。ウエハＷの表面に供給されたリンス液は、ウエハＷの回転による遠心力を受けて、ウエハＷの表面上をウエハＷの周縁に向けて流れる。これにより、ウエハＷの表面に付着しているＳＣ１がリンス液によって洗い流される。
【００５９】
リンス液の供給が所定のリンス時間にわたって続けられると、リンス液バルブ３２が閉じられて、ウエハＷの表面へのリンス液の供給が停止される。
その後、制御部４０は、スピンモータ１４を駆動して、ウエハＷの回転速度を所定の高回転速度（たとえば１５００〜２５００rpm）に上げて、ウエハＷに付着しているリンス液を振り切って乾燥されるスピンドライが行われる（ステップＳ８）。ステップＳ９のスピンドライによって、ウエハＷに付着しているリンス液が除去される。なお、ステップＳ５の中間リンス工程およびステップＳ７の最終リンス工程において、リンス液として、ＤＩＷ、炭酸水、電解イオン水、オゾン水、還元水（水素水）、磁気水などを採用することができる。
【００６０】
スピンドライが予め定めるスピンドライ時間にわたって行われると、制御部４０は、スピンモータ１４を駆動して、スピンチャック３の回転を停止させる。これにより、１枚のウエハＷに対するレジスト除去処理が終了する。その後、制御部４０は挟持ピン駆動機構４３を駆動して、複数の挟持ピン３４を挟持位置から開放位置に導き、処理済みのウエハＷが搬送ロボットに受け渡される。搬送ロボットによってウエハＷが処理室２から搬出される（ステップＳ９）。
【００６１】
以上により、この実施形態によれば、約３００℃の高温に保持されたウエハＷにおいて、その表面に、リン酸／懸濁液混合液の液膜が形成される。熱伝導率が高いケイ素粒子を多量に含むシリコン懸濁液は、吸熱性を有しているので、その吸熱作用により、リン酸水溶液の温度低下が防止される。そのため、ウエハＷの表面の接しているリン酸水溶液が高温に保持され続ける。これにより、リン酸エッチングのエッチングレートを高めることができ、その結果、リン酸エッチング処理に要する時間を短縮することができる。
【００６２】
また、約３００℃の高温に保持されたウエハＷにおいて、その表面では、前述のように、窒化シリコンとオルトケイ酸とが反応して分解し、水が生成される。これにより、エッチングの進行を阻害するオルトケイ酸の堆積物が減り、その結果、エッチングが促進される。また、窒化シリコンと反応する水が生成されるので、窒化シリコンの分解がとくに促進される。
【００６３】
以上のように、シリコン懸濁液の吸熱作用によるリン酸水溶液の保温と、窒化シリコンとオルトケイ酸との分解反応に伴うエッチングの促進により、リン酸エッチングのエッチングレートをより一層高めることができる。その結果、リン酸エッチング処理に要する時間を短縮することができる。
図５は、リン酸エッチングにおけるウエハＷの温度およびエッチング液の種類と、窒化シリコン(SiN)のエッチング量および酸化シリコン(Oxide)のエッチング量との関係を示すグラフである。なお、図５のグラフの縦軸はエッチング量（単位はナノメートル）を示している。図５では、エッチング処理では、その処理時間は２分である。また、エッチング液としてリン酸水溶液のみを用いる場合とリン酸／懸濁液混合液とを用いる場合のそれぞれを示している。なお、リン酸／懸濁液混合液を用いる場合、リン酸水溶液とシリコン懸濁液（Ｓｉ）との混合比（体積比）は１：１である。
【００６４】
図５に示すように、ウエハＷの温度が高くなるほど、窒化シリコンのエッチング量および酸化シリコンのエッチング量がそれぞれ大きいことがわかる。とくに、ウエハＷの温度が２５０℃以上であれば、窒化シリコンのエッチング量および酸化シリコンのエッチング量が大きいことが分かる。
また、ウエハＷの温度が同一である場合、リン酸／懸濁液混合液をエッチング液として用いた場合の方が、リン酸水溶液のみをエッチング液として用いた場合と比較して、窒化シリコンのエッチング量および酸化シリコンのエッチング量が大きいことが分かる。
【００６５】
さらに、リン酸水溶液と混合するシリコン懸濁液におけるケイ素（Ｓｉ）の濃度が高くなるほど、窒化シリコンのエッチング量および酸化シリコンのエッチング量が大きくなることが分かる。
したがって、ウエハＷの温度を２５０℃以上の高温とし、エッチング液としてリン酸／懸濁液混合液を用いることにより、窒化膜および酸化膜の双方を、高いエッチングレートでエッチングすることができる。そして、リン酸水溶液と混合されるシリコン懸濁液は、その濃度が高ければ高い程望ましい。
【００６６】
図６は、本発明の第２実施形態に係る基板処理装置１０１の構成を模式的に示す断面図である。図６において、第１実施形態に示された各部に対応する部分には、図１〜図５の場合と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。
基板処理装置１０１が、第１実施形態に係る基板処理装置１と相違する点は、ヒータ４に代えて液貯留槽１０２を設けた点である。また、スピンチャック３の上方に、ウエハＷの表面に対して赤外線を照射するためのハロゲンランプ等の赤外線ヒータ（ヒータ）１０３を設けた点である。
【００６７】
液貯留槽１０２は、たとえば、セラミックや耐熱樹脂を用いて形成されている。液貯留槽１０２の構成は、抵抗２８（図１参照）が埋設されておらずヒータとして機能しない点を除いて、図１に示すヒータ４と共通の構成である。つまり、液貯留槽１０２は円板状を有し、水平姿勢で配置されている。液貯留槽１０２は、昇降機構２７により水平姿勢を維持したまま昇降される。昇降機構２７の駆動により、液貯留槽１０２は、その下面がスピンベース１２の上面に接触する下位置と、液貯留槽１０２の上面２９が、ウエハＷの下面に微小間隔Ｗ１を隔てて対向配置される上位置との間で昇降する。これにより、液貯留槽１０２とウエハＷとの間隔を変更することが可能である。
【００６８】
液貯留槽１０２の上面２９には、その上方に液を溜めることができるようになっている。液貯留槽１０２の上面２９と外周壁３８の内周面とによって、上面２９の上方に液を溜めるための貯留溝４１が区画されている。液貯留槽１０２が上位置にある状態で、かつ貯留溝４１に液が満タンに溜められた状態では、貯留溝４１に溜められている液によって、表面上向きのウエハＷが浸漬される。つまり、貯留溝４１に溜められている液によってウエハＷの表面の全域が覆われる。また、ウエハＷの回転中であっても、貯留溝４１は回転せずに静止（非回転状態）している。
【００６９】
赤外線ヒータ１０３は、ウエハＷと同等の径を有する円板状をなし、スピンチャック３に保持されたウエハＷの表面に対し、上方に対向配置されている。赤外線ヒータ１０３は、赤外線照射面１０４Ａを下面に有する赤外線ランプ１０４を内蔵している。赤外線照射面１０４Ａは、ウエハＷの表面に略全域に対向している。赤外線ランプ１０４には、ケイ素（Ｓｉ）が吸収し易い波長の赤外線を主として照射するものを採用している。赤外線照射面１０４Ａは、ウエハＷの表面に略全域に対向している。赤外線ヒータ１０３は、ホルダ１０５によって上方から保持されている。ホルダ１０５には、赤外線ヒータ１０３を昇降させるためのヒータ昇降機構１０６が結合されている。ヒータ昇降機構１０６は制御部４０（図２参照）に電気的に接続されている。
【００７０】
このような基板処理装置１０１で実行されるリン酸エッチング処理では、ウエハＷの搬入時に、赤外線ヒータ１０３がウエハＷの表面から上方に大きく退避している。このとき、赤外線ヒータ１０３はすでにオン（駆動状態）にされている。
そして、制御部４０（図１参照）は、昇降機構２７を制御して、ヒータ４を上位置まで上昇させた後、スピンモータ（図１に示すスピンモータ１４と同等の構成）を制御して、ウエハＷを液溜め速度で回転させる。
【００７１】
次いで、第１実施形態の場合（図３に示すステップ３）と同様、ウエハＷの表面の中心部に高温のリン酸水溶液が供給され、貯留溝４１に溜められる。貯留溝４１に溜められているリン酸水溶液によってウエハＷの表面の全域が覆われ、ウエハＷの表面上に、その表面の全域を覆うリン酸水溶液の液膜が形成される。
次いで、図３に示すステップＳ４と同様、ウエハＷの表面の中心部にシリコン懸濁液が供給され、リン酸／懸濁液混合液が、貯留溝４１に溜められる。貯留溝４１に溜められているリン酸／懸濁液混合液によってウエハＷの表面の全域が覆われ、ウエハＷの表面上に、その表面の全域を覆うリン酸／懸濁液混合液の液膜が形成される。
【００７２】
その後、制御部４０は、昇降機構２７を制御して、赤外線ヒータ１０３を、その赤外線照射面１０４Ａがウエハの表面とたとえば３ｍｍ程度上方位置となる近接位置に配置する。これにより、赤外線ヒータ１０３の赤外線ランプ１０４からの赤外線がウエハＷの表面の全域に照射される。
このとき、ウエハＷの表面に形成されたリン酸／懸濁液の液膜に、赤外線ランプ１０４から照射される赤外線が照射される。シリコン懸濁液に含まれるケイ素粒子は赤外線の吸収率が比較的高い。そのため、シリコン懸濁液に対する赤外線の照射により、各ケイ素粒子が昇温し、これにより、リン酸／懸濁液の液膜全体が昇温される。これにより、基板の表面のリン酸水溶液およびシリコン懸濁液を、長期間高温状態に保持し続けることができる。
【００７３】
その後、第１実施形態の場合と同様、中間リンス処理（図３のステップＳ５に相当）、ＳＣ１処理（図３のステップＳ６に相当）、最終リンス処理（図３のステップＳ７に相当）およびスピンドライ処理（図３のステップＳ８に相当）が実行される。
図７は、本発明の第３実施形態に係る基板処理装置２０１の構成を模式的に示す断面図である。図７において、前述の第１実施形態に示された各部に対応する部分には、図１〜図５の場合と同一の参照符号を付して示し、説明を省略する。
【００７４】
基板処理装置２０１が、第１実施形態に係る基板処理装置１と相違する点は、リン酸ノズル５に代えてリン酸／懸濁液混合液を吐出するための混合液ノズル２０６を設けるとともに、懸濁液ノズル６の構成を省略した点である。
混合液ノズル２０６は、たとえば、連続流の状態でリン酸／懸濁液混合液を下方に向けて吐出するストレートノズルである。混合液ノズル２０６には、混合液ノズル移動機構２０２が結合されている。混合液ノズル移動機構２０２は、スピンチャック３の上方と、スピンチャック３の側方に設けられたホームポジションとの間で混合液ノズル２０６を移動させる。
【００７５】
混合液ノズル２０６には、混合液供給管２０３を介して混合部２０４が接続されている。混合部には、リン酸供給管１６および懸濁液供給管１９がそれぞれ接続されている。混合液供給管２０３には、混合液供給管２０３の開閉を切り換えるための混合液バルブ２０５が介装されている。なお、リン酸供給管１６を介して混合部２０４に供給されるリン酸水溶液と、懸濁液供給管１９を介して混合部２０４に供給されるシリコン懸濁液との流量比（堆積比）は、たとえば１：１程度である。
【００７６】
混合液バルブ２０５が開かれた状態で、リン酸バルブ１７および懸濁液バルブ２０が開かれると、リン酸供給管１６からのリン酸水溶液および懸濁液供給管１９からのシリコン懸濁液が混合部２０４に流入し、リン酸水溶液とシリコン懸濁液とが混合部２０４で混合されて、リン酸／懸濁液混合液が生成される。生成したリン酸／懸濁液混合液は、混合液供給管２０３を通って混合液ノズル２０６に供給され、混合液ノズル２０６の吐出口から吐出される。
【００７７】
この基板処理装置２０１を用いたリン酸エッチング処理では、混合液ノズル２０６からのリン酸／懸濁液混合液の吐出により、約３００℃の高温に保持されたウエハＷにおいて、その表面に、その表面の全域を覆うリン酸／懸濁液混合液の液膜が形成される。そして、リン酸／懸濁液混合液の液膜が、ウエハＷによって加熱される。
以上、本発明の３つの実施形態について説明したが、本発明は他の形態で実施することもできる。
【００７８】
たとえば、第２実施形態と第３実施形態とを組み合わせることができる。すなわち、第２実施形態において、リン酸ノズル５に代えてリン酸／懸濁液混合液を吐出するための混合液ノズル２０６を設けるとともに、懸濁液ノズル６の構成を省略することができる。
また、第２実施形態において、赤外線ヒータ１０３をウエハＷの径よりも十分に小径に形成し、オン状態の赤外線ヒータ１０３をウエハＷの表面に対向配置しつつ、当該赤外線ヒータ１０３をウエハＷの表面に沿って移動させるようにしてもよい。
【００７９】
また、懸濁液供給管１９に供給されるシリコン懸濁液のケイ素（Ｓｉ）濃度がたとえば飽和濃度であるとして説明したが、飽和濃度未満のケイ素濃度のシリコン懸濁液が懸濁液供給管１９に供給されていてもよい。シリコン懸濁液の吸熱作用がリン酸エッチングのエッチングレートの向上に寄与していることを考慮すると、シリコン懸濁液におけるケイ素粒子の濃度は高いほど望ましいから、シリコン懸濁液におけるケイ素の濃度が、１００ｐｐｍ以上の高濃度状態となっていることが望ましい。
【００８０】
また、ヒータ４による加熱によるウエハＷの保持温度の一例として約３００℃としたが、３００℃以上であってもよい。また、３００℃未満でもよいが、リン酸エッチングのエッチングレートを高く維持するには、ウエハＷの保持温度を２５０℃以上に設定する必要がある。
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】
【００８１】
１；１０１；２０１  基板処理装置
３  スピンチャック（基板保持手段）
４  ヒータ
５  リン酸ノズル
６  シリコン懸濁液ノズル
７  洗浄液ノズル
１４  スピンモータ（回転手段）
１０３  赤外線ヒータ（ヒータ）
１０４  赤外線ランプ
２０６  混合液ノズル
Ｗ  ウエハ（基板）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ−４Ｂ】
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【図４Ｃ−４Ｄ】
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【図４Ｅ−４Ｆ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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