(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に酸を含む蒸気を供給することで、基板の表面の膜を除去する基板表面処理装置において、
基板を保持面上で保持しつつ、基板の中心を通り基板に垂直な回転軸を中心に基板を回転させる基板保持手段と、
この基板保持手段により保持されている基板の表面に上記酸を含む蒸気を供給する蒸気供給手段と、
上記基板保持手段の保持面上において、該基板保持手段によって保持される基板の周囲を取り囲むように設けられた周囲部材とを備え、
前記周囲部材の基板にのぞむ側には、前記保持面から上方に延びる内周面が形成されたことを特徴とする基板表面処理装置。
【請求項２】
基板の表面に酸を含む蒸気を供給することで、基板の表面の膜を除去する基板表面処理装置において、
基板を保持面上で保持しつつ、基板の中心を通り基板に垂直な回転軸を中心に基板を回転させる基板保持手段と、
この基板保持手段により保持されている基板の表面に上記酸を含む蒸気を供給する蒸気供給手段と、
上記基板保持手段の保持面上において、該基板保持手段によって保持される基板の周囲を取り囲むように設けられた周囲部材とを備え、
上記周囲部材の基板にのぞむ側には、上記保持面から離れるにしたがって基板の中心から離れていく傾斜面が形成されていることを特徴とする基板表面処理装置。
【請求項３】
基板の表面に酸を含む蒸気を供給することで、基板の表面の膜を除去する基板表面処理装置において、
基板を保持面上で保持しつつ、基板の中心を通り基板に垂直な回転軸を中心に基板を回転させる基板保持手段と、
この基板保持手段により保持されている基板の表面に上記酸を含む蒸気を供給する蒸気供給手段と、
上記基板保持手段の保持面上において、該基板保持手段によって保持される基板の周囲を取り囲むように設けられた周囲部材とを備え、
上記周囲部材の基板にのぞむ側には、基板の中心から離れる方向に関して窪んだ凹部が形成されていることを特徴とする基板表面処理装置。
【請求項４】
上記周囲部材は、基板の周囲を隙間なく取り囲む環状に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の基板表面処理装置。
【請求項５】
上記請求項１から４までのいずれかに記載の基板表面処理装置を用いて、基板の表面の膜を除去することを特徴とする基板表面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、塩酸、硝酸、硫酸、ふっ酸（ＨＦおよび無水ＨＦを含む）、酢酸などのような酸を含む蒸気を基板の表面に導き、いわゆる気相エッチング処理によって基板の表面の膜を除去するための基板表面処理装置および基板表面処理方法に関する。処理対象の基板には、半導体ウエハ、液晶表示装置およびプラズマディスプレイ用ガラス基板、ならびに光、磁気および光磁気ディスク用基板などの各種の基板が含まれる。また、基板の材質としては、シリコン、ガラス、樹脂およびセラミックなどの材質が含まれる。なお、基板表面の膜の除去は、所定の膜の一部または全部の選択的除去を目的としていてもよく、また、基板表面の洗浄を目的としていてもよい。
【０００２】
【従来の技術】
半導体メモリの製造工程においては、半導体ウエハ（以下「ウエハ」という。）上にメモリキャパシタ膜を作製する際に、ＢＳＧ（Boron-Silicate Glass）、ＰＳＧ（Phosphor-Silicate Glass）、ＢＰＳＧ（Boron-doped Phosphor-Silicate Glass）などの不純物を多く含んだ酸化膜が犠牲酸化膜として用いられる。これらの犠牲酸化膜は、ふっ酸蒸気を用いたエッチングにおける熱酸化膜またはＣＶＤ（化学的気相成長）酸化膜に対する選択比を大きくとることができ、熱酸化膜またはＣＶＤ酸化膜をエッチングストッパ膜として用いて選択的に除去することができる。
【０００３】
ふっ酸蒸気を用いたエッチング処理におけるエッチング選択比は温度に依存する。たとえば、熱酸化膜は、温度上昇に伴ってエッチングレートが急激に減少するのに対して、ＢＰＳＧ膜は温度変化によらずに比較的高いエッチングレートを維持する。そこで、ウエハの表面に形成された熱酸化膜上のＢＰＳＧ膜を選択除去するときには、半導体ウエハの温度を５０℃〜８０℃に加熱してふっ酸蒸気による気相エッチング処理が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ふっ酸蒸気による酸化膜のエッチングプロセスは、極めて微妙なプロセスである。このプロセスには、ウエハ表面上におけるふっ酸蒸気の濃度が大きく関与している。すなわち、ウエハ表面上におけるふっ酸蒸気の濃度が不均一であると、ウエハの面内で均一なエッチング処理を行うことができない。
【０００５】
このウエハのエッチング処理を行うために、従来は、ウエハを保持面上で保持しつつ水平面内で自転させるとともに、ウエハの上方に設けられた蒸気供給手段からウエハ上面に向けてふっ酸蒸気を供給し、さらには、ウエハ表面に供給されたこのふっ酸蒸気を、ウエハの下方に設けられた排気口で排気するようになっていた。ここで、このウエハの自転の影響により、ウエハの上面に供給されたふっ酸蒸気は、ウエハの中心部から周縁部に向かって流れる。さらに、上記排気口からの排気により、ウエハ周縁部の外方に流れ出たふっ酸蒸気は、排気口のある下方に向かって流下する。このようなふっ酸蒸気の気流の影響で、ウエハの上面でのふっ酸蒸気の濃度は、ウエハ表面の中心部よりも周縁部の方が低くなってしまう。したがって、ウエハ表面の中心部に比べてウエハ表面の周縁部でのエッチングの進行速度（エッチングレート）が小さく、その結果、ウエハの面内で均一なエッチング処理を行うことができないという問題があった
【０００６】
そこで、この発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、酸を含む蒸気によるエッチング処理を基板面内で均一に行うことができる、特に基板の周縁部でのエッチングレートの低下を防止することができる基板表面処理装置および基板表面処理方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板の表面に酸を含む蒸気を供給することで、基板の表面の膜を除去する基板表面処理装置において、基板を保持面上で保持しつつ、基板の中心を通り基板に垂直な回転軸を中心に基板を回転させる基板保持手段と、この基板保持手段により保持されている基板の表面に上記酸を含む蒸気を供給する蒸気供給手段と、上記基板保持手段の保持面上において、該基板保持手段によって保持される基板の周囲を取り囲むように設けられた周囲部材とを備え、周囲部材の基板にのぞむ側には、保持面から上方に延びる内周面が形成されたことを特徴とする基板表面処理装置である。
【０００８】
この構成によれば、基板保持手段の保持面上には、この保持面上で保持されている基板の周囲を取り囲むように、周囲部材が設けられ、周囲部材の基板にのぞむ側には、保持面から上方に延びる内周面が形成されている。これにより、基板の回転による基板の中心から外方に向かう蒸気の流れが、この周囲部材によって一時的にせき止められる。このため、基板周縁部での酸を含む蒸気の濃度の低下が防止され、基板周縁部でのエッチングレートの低下を防止することができる。したがって、基板表面における酸を含む蒸気の濃度が均一となり、基板表面の面内で均一なエッチング処理を行うことができる。
【０００９】
ここで、「基板を保持面上で保持する」とは、基板を保持面上に直接載置して保持するものであってもよいし、基板を保持面上から所定間隔だけ離した状態で保持するものであってもよい。また、この保持面は、基板に沿うような平面であってもよいし、なだらかな曲面であってもよい。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、基板の表面に酸を含む蒸気を供給することで、基板の表面の膜を除去する基板表面処理装置において、基板を保持面上で保持しつつ、基板の中心を通り基板に垂直な回転軸を中心に基板を回転させる基板保持手段と、この基板保持手段により保持されている基板の表面に酸を含む蒸気を供給する蒸気供給手段と、基板保持手段の保持面上において、該基板保持手段によって保持される基板の周囲を取り囲むように設けられた周囲部材とを備え、上記周囲部材の基板にのぞむ側には、上記保持面から離れるにしたがって基板の中心から離れていく傾斜面が形成されていることを特徴とする基板表面処理装置である。
【００１１】
この構成によれば、周囲部材の基板側（内側）には、保持面から遠ざかるにしたがって基板の中心から遠ざかるような傾斜面が形成されている。これにより、基板周縁部に近い基板外部に供給された蒸気を基板の方向に導くことができるので、基板周縁部での酸を含む蒸気の濃度の低下がさらに防止され、基板周縁部でのエッチングレートの低下をさらに防止することができる。したがって、基板表面における酸を含む蒸気の濃度がさらに均一となり、基板表面の面内でさらに均一なエッチング処理を行うことができる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、基板の表面に酸を含む蒸気を供給することで、基板の表面の膜を除去する基板表面処理装置において、基板を保持面上で保持しつつ、基板の中心を通り基板に垂直な回転軸を中心に基板を回転させる基板保持手段と、この基板保持手段により保持されている基板の表面に酸を含む蒸気を供給する蒸気供給手段と、基板保持手段の保持面上において、該基板保持手段によって保持される基板の周囲を取り囲むように設けられた周囲部材とを備え、上記周囲部材の基板にのぞむ側には、基板の中心から離れる方向に関して窪んだ凹部が形成されていることを特徴とする基板表面処理装置である。
【００１３】
この構成によれば、周囲部材の基板側（内側）には、基板から見て外向きに凹んだ凹部が形成されている。これにより、基板の回転による基板の中心から外方に向かう蒸気の流れが、この凹部によって一時的に確実にせき止められるので、基板周縁部での酸を含む蒸気の濃度の低下がさらに防止され、基板周縁部でのエッチングレートの低下をさらに防止することができる。したがって、基板表面における酸を含む蒸気の濃度がさらに均一となり、基板表面の面内でさらに均一なエッチング処理を行うことができる。
【００１４】
また、請求項４に記載の発明は、上記請求項１から３までのいずれかに記載の基板表面処理装置において、上記周囲部材は、基板の周囲を隙間なく取り囲む環状に形成されていることを特徴とする基板表面処理装置である。
【００１５】
この構成によれば、基板保持手段の保持面上には、この保持面上で保持されている基板の周囲を隙間なく取り囲むように、環状の周囲部材が設けられている。これにより、基板の回転による基板の中心から外方に向かう蒸気の流れが、この環状の周囲部材によって一時的に確実にせき止められる。このため、基板周縁部での酸を含む蒸気の濃度の低下がさらに防止され、基板周縁部でのエッチングレートの低下をさらに防止することができる。したがって、基板表面における酸を含む蒸気の濃度がさらに均一となり、基板表面の面内でさらに均一なエッチング処理を行うことができる。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明は、上記請求項１から４までのいずれかに記載の基板表面処理装置を用いて、基板の表面の膜を除去することを特徴とする基板表面処理方法である。
【００１７】
上記の方法によれば、上記請求項１から４までのいずれかに記載の基板表面処理装置の発明の効果と同様に、基板表面の面内で均一なエッチング処理を行うことができるので、エッチング均一性が良好な基板を提供することができる。
【００１８】
なお、この基板表面処理方法の発明に関しても、上記請求項１から４までのいずれかに記載の基板表面処理装置の発明に関して上述したとおりの変形と同様の変形を行うことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
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。
【００２０】
図１は、この発明の第１実施形態に係る基板表面処理装置の構成を説明するための図解的な平面図である。この装置は、半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）Ｗの表面に形成された酸化膜を除去するための装置である。より具体的には、たとえば、ウエハＷ上に形成された熱酸化膜上にメモリキャパシタ形成のために使用される犠牲酸化膜（ＢＰＳＧ膜など）が形成されている場合に、この犠牲酸化膜を選択的に除去するための装置である。この処理のために、この基板表面処理装置では、ふっ酸の蒸気をウエハＷの表面に供給することにより、ふっ酸の気相エッチング処理によって膜除去工程が行われる。
【００２１】
装置の構成について説明すると、この装置は、処理前のウエハＷを収容したカセットＣＬが置かれるローダ部１０と、ウエハＷの表面に対して、ふっ酸蒸気による気相エッチング処理を行う気相エッチング処理部４０と、この気相エッチング処理後のウエハＷを水洗し、その後、水切り乾燥を行う水洗・乾燥処理部５０と、水洗・乾燥処理部５０によって処理された後のウエハＷを収容するためのカセットＣＵが載置されるアンローダ部６０と備えている。
【００２２】
ローダ部１０およびアンローダ部６０は、この基板表面処理装置の前面パネル７７の背後に配置されている。ローダ部１０、気相エッチング処理部４０、水洗・乾燥処理部５０、およびアンローダ部６０は、平面視においてほぼＵ字形状のウエハ搬送経路７８に沿って、この順に配列されている。
【００２３】
ローダ部１０と気相エッチング処理部４０との間には、ローダ部１０に置かれたカセットＣＬから処理前のウエハＷを１枚ずつ取り出して、気相エッチング処理部４０に搬入するローダ搬送ロボット７１が配置されている。また、気相エッチング処理部４０と水洗・乾燥処理部５０の間には、気相エッチング処理後のウエハＷを気相エッチング処理部４０から取り出して、水洗・乾燥処理部５０に搬入する中間搬送ロボット８１が配置されている。そして、水洗・乾燥処理部５０とアンローダ部６０の間には、水洗・乾燥処理後のウエハＷを水洗・乾燥処理部５０から取り出してアンローダ部６０に置かれたカセットＣＵに収容するためのアンローダ搬送ロボット７２が配置されている。
【００２４】
ローダ搬送ロボット７１、中間搬送ロボット８１およびアンローダ搬送ロボット７２は、それぞれ、下アームＬＡと上アームＵＡとを有する屈伸式のロボットの形態を有している。下アームＬＡは、図示しない回動駆動機構によって水平面に沿って回動されるようになっている。この下アームＬＡの先端に、上アームＵＡが水平面に沿う回動が自在であるように設けられている。下アームＬＡが回動すると、上アームＵＡは、下アームＬＡの回動方向とは反対方向に、下アームＬＡの回動角度の２倍の角度だけ回動する。これによって、下アームＬＡと上アームＵＡとは、両アームが上下に重なり合った収縮状態と、両アームが経路７８に沿って一方側または他方側に向かって展開された伸長状態とをとることができる。
【００２５】
このようにして、ローダ搬送ロボット７１、中間搬送ロボット８１およびアンローダ搬送ロボット７２は、処理部間またはカセット−処理部間で、経路７８に沿ってウエハＷの受け渡し行うことができる。
【００２６】
気相エッチング処理後のウエハＷを水洗および乾燥させる水洗・乾燥処理部５０は、たとえば、ウエハＷを水平に保持して回転させるスピンチャックと、このスピンチャックに保持されたウエハＷに対して純水を供給する純水供給ノズルを備えている。この構成によって、ウエハＷの表面および／または裏面に純水を供給してウエハＷの表面を水洗する。水洗終了後は、純水の供給を停止し、スピンチャックを高速回転させることによって、ウエハＷの表面の水分を振り切って乾燥する。
【００２７】
図２は、気相エッチング処理部４０の構成を説明するための図解的な断面図である。気相エッチング処理部４０は、ハウジング４１内に、酸を含む水溶液の一例であるふっ酸水溶液４２を密閉状態で貯留するふっ酸蒸気発生容器４３を備えている。このふっ酸蒸気発生容器４３の底部には、多数の貫通孔４４ａが形成された円板状のパンチングプレート４４が設けられている。ふっ酸蒸気は、このパンチングプレート４４に形成された多数の貫通孔４４ａそれぞれを通過してウエハＷの上面に広く供給される。
【００２８】
パンチングプレート４４の下方には、処理対象のウエハＷをパンチングプレート４４に対向させた状態で水平に保持するホットプレート４５が配置されている。このホットプレート４５の内部には、ウエハＷを所定の温度（たとえば、４０℃〜８０℃）で加熱するためのヒータ４５ｂが設けられている。さらに、ホットプレート４５は、モータ等を含む回転駆動機構４６によってウエハＷの中心を通る鉛直軸ＯＷ（以下、回転軸ＯＷという）まわりに回転（自転）される回転軸４７の上端に固定されている。また、ホットプレート４５の上面４５ａには、ウエハＷを取り囲むような円環状のリング部材Ｒが取付られているが、この詳細については後述する。
【００２９】
ホットプレート４５の平面視における外方側には、ハウジング４１の底面４１ａに対して上下に収縮するベローズ４８が設けられている。このベローズ４８は、上端縁に設けられている円環状の当接部４８ａをパンチングプレート４４の周囲（ふっ酸蒸気発生容器４３の下面）に当接させて、ホットプレート４５の周縁の空間を密閉して処理室８５を形成する密閉位置（図において実線で示す位置）と、その上端縁がホットプレート４５の上面４５ａによりも下方に退避した退避位置（図２において２点鎖線で示す位置）との間で、図示しない駆動機構によって伸長／収縮駆動されるようになっている。
【００３０】
ベローズ４８の内部空間は、ハウジング４１の底面４１ａにおいて開口する排気口４９ａに接続された排気配管４９を介して、排気源５５により排気されるようになっている。また、この排気口４９ａは、ホットプレート４５に保持されたウエハＷよりも上方に位置しており、ウエハＷの上方から供給されたふっ酸蒸気を円滑に排気できるようになっている。なお、この排気源５５は、排気ブロワまたはエジェクタなどの強制排気機構であってもよいし、当該基板表面処理装置が設置されるクリーンルームに備えられた排気設備であってもよい。
【００３１】
ホットプレート４５の側方には、ウエハＷを搬入するための搬入用開口２１、およびウエハＷを排出するための搬出用開口２２が、ハウジング４１の側壁に形成されている。これらの開口２１，２２には、それぞれシャッタ３８，３９が配置されている。ウエハＷの搬入時には、ベローズ４８が退避位置（図２の破線の位置）に下降させられるとともに、シャッタ３８が開成され、ローダ搬送ロボット７１（図１参照）によって、ホットプレート４５にウエハＷが受け渡される。また、ウエハＷの搬出時には、ベローズ４８が退避位置とされるとともに、シャッタ３９が開成されて、ホットプレート４５上のウエハＷが中間搬送ロボット８１に受け渡されて搬出される。なお、開口２１およびシャッタ３８と、開口２２およびシャッタ３９との配置関係は、実際には、平面視でこれらとウエハＷの中心とを結ぶ２本の線分が直交するようになっているが、この図２においては、図示の簡略化のため、これらの配置関係が、平面視でこれらとウエハＷの中心とを結ぶ２本の線分が一直線上に重なるように（ウエハＷの中心に対してほぼ点対称の位置関係に）描かれている。
【００３２】
ふっ酸蒸気発生容器４３には、ふっ酸水溶液４２の液面の上方の空間３５に、キャリアガスとしての窒素ガスを供給する窒素ガス供給配管５４が接続されている。また、この空間３５は、バルブ３７を介して、パンチングプレート４４へとふっ酸蒸気を導くためのふっ酸蒸気供給路３６に接続することができるようになっている。ふっ酸蒸気供給路３６には、窒素ガス供給源３１からの窒素ガスが、流量コントローラ（ＭＦＣ）３２、バルブ３３および窒素ガス供給配管３４を介して供給されるようになっている。また、窒素ガス供給源３１からの窒素ガスは、流量コントローラ５２およびバルブ５３を介して、窒素ガス供給配管５４に与えられるようになっている。なお、窒素ガスの供給／停止を切り換えるバルブ３３，５３、および窒素ガスの供給量を変化させる流量コントローラ３２，５２は、コントローラ８０によって制御されるようになっている。
【００３３】
また、ふっ酸蒸気発生容器４３内に貯留されるふっ酸水溶液４２は、いわゆる疑似共弗組成となる濃度（たとえば、１気圧、室温（２０℃）のもとで、約３９．６％）に調製されている。この疑似共弗組成のふっ酸水溶液４２は、水とフッ化水素との蒸発速度が等しく、そのため、バルブ３７からふっ酸蒸気供給路３６を介してパンチングプレート４４にふっ酸蒸気が導かれることによってふっ酸蒸気発生容器４３内のふっ酸水溶液４２が減少したとしても、ふっ酸蒸気供給路３６に導かれるふっ酸蒸気の濃度は不変に保持される。なお、図２中、符号９０は、ふっ酸蒸気発生容器４３内のふっ酸水溶液４２を一定の温度に保持するための温調水が流通する温調配管を示している。
【００３４】
ここで、ふっ酸蒸気発生容器４３の周辺の構成をさらに詳細に説明する。ウエハＷの上方には、ふっ酸蒸気供給路３６からのふっ酸蒸気およびキャリアガスとしての窒素ガスが導かれる内部空間を有する容器９１が形成されており、前述のパンチングプレート４４は、この容器９１の底面の開口９１ｂを塞ぐように設けられている。なお、容器９１の内部空間はウエハＷの回転軸ＯＷを中心軸とする円筒空間となっている。また、容器９１の内周面９１ａには、ふっ酸蒸気供給路３６に連通する吐出口３６ａが開口している。
【００３５】
また、パンチングプレート４４には、ほぼ全面において、多数の貫通孔４４ａが格子状に等間隔（たとえば、１０ｍｍ間隔）に配置されている。なお、この多数の貫通孔４４ａの配置は、その他、放射状に等角度間隔に配置されていてもよい。また、必ずしも等間隔に配置されていなくともよく、たとえば、周辺部に行くにしたがってその間隔が大きくなるようになっていてもよい。
【００３６】
なお、上述のとおり、ＢＰＳＧ膜と熱酸化膜とでは、一定の温度（たとえば、４０℃〜８０℃の範囲内の所定温度）でのふっ酸蒸気によるエッチングレートが大きく異なるから、これを利用して、ウエハＷの表面のＢＰＳＧを選択的に取り除くことができる。そこで、ホットプレート４５は、ウエハＷを上記一定の温度に保持するように、内部のヒータ４５ｂへの通電が行われている。
【００３７】
ここで、ホットプレート４５上に設けられた環状のリング部材Ｒについて、図３を用いて詳細に説明する。このリング部材Ｒは、ホットプレート４５の上面４５ａに密接するようにボルト等で取り付けられており、鉛直軸ＯＷを中心とする断面Ｓの回転体からなっている。すなわち、リング部材Ｒは、全体として、ウエハＷの周囲を隙間なく取り囲む円環状に形成されている。また、リング部材ＲのウエハＷにのぞむ側には、上面４５ａから離れるにしたがってウエハＷの中心から離れていく平面状の傾斜面からなるテーパ面Ｒ１が形成されている。なお、このテーパ面Ｒ１は、鉛直軸ＯＷを中心とする円錐台の内側面である。また、このテーパ面Ｒ１の下方には、ウエハＷの中心から離れる方向に関して窪んだ窪み部Ｒ２が形成されている。なお、この窪み部Ｒ２は、リング部材Ｒの曲面部と上面４５ａとで挟まれた空間をさしている。
【００３８】
ここで、処理室８５内でのウエハＷの処理動作について説明する。ウエハＷの表面の膜を除去する膜除去工程を行う時には、ベローズ４８はパンチングプレート４４の周縁に密着した密着位置（図２の実線の位置）まで上昇させられて、ホットプレート４５を取り囲む密閉した処理室８５が形成される。この状態で、コントローラ８０は、バルブ３３，３７，５３を開成状態に保持する。これにより、ふっ酸蒸気発生容器４３内の空間３５において生成されたふっ酸蒸気は、窒素ガス供給配管５４からの窒素ガスによって、バルブ３７を介し、ふっ酸蒸気供給路３６へと押し出される。このふっ酸蒸気は、さらに、窒素ガス供給配管３４からの窒素ガスによって、吐出口３６ａから容器９１内へと吐出され、さらに、この容器９１の底面の開口９１ｂを塞ぐパンチングプレート４４に形成された貫通孔４４ａを介してウエハＷの表面へと供給される。そして、ウエハＷの表面では、ふっ酸蒸気とウエハＷの表面の酸化膜（酸化シリコン）とが反応し、これにより、酸化膜の除去が達成される。
【００３９】
この際、ホットプレート４５の上面４５ａ上には、ウエハＷの周囲を隙間なく取り囲むような環状のリング部材Ｒが設けられているので、ウエハＷの中心から外方に向かうふっ酸蒸気の流れが、このリング部材Ｒによって一時的にせき止められることになる。このため、ウエハＷの周縁部でのふっ酸蒸気の濃度の低下が防止され、ウエハＷの周縁部でのエッチングレートの低下を防止することができる。
【００４０】
また、リング部材ＲのウエハＷ側（内側）にはテーパ面Ｒ１が形成されているので、ウエハＷの周縁部に近い位置にあるテーパ面Ｒ１の上方に供給された蒸気をウエハＷの方向に導くことができる。さらには、リング部材ＲのウエハＷ側（内側）には窪み部Ｒ２が形成されているので、ウエハＷの中心から外方に向かうふっ酸蒸気の流れが一時的に確実にせき止められる。したがって、これらテーパ面Ｒ１および窪み部Ｒ２の構成により、ウエハＷの周縁部でのふっ酸蒸気の濃度の低下がさらに防止され、ウエハＷの周縁部でのエッチングレートの低下をさらに防止することができる。
【００４１】
以上のようにして膜除去工程を予め定めた一定の時間だけ行った後には、コントローラ８０は、バルブ３７，５３を閉じて、膜除去工程を停止させる。それとともに、コントローラ８０は、バルブ３３を継続して開成状態にしておくとともに、流量コントローラ３２を制御して配管３４中を流通する窒素ガスの流量を増大させ、この窒素ガスをパンチングプレート４４の貫通孔４４ａを介して、ウエハＷの表面に供給する。これによって、ウエハＷの表面付近に存在している水分子およびふっ酸分子が置換除去され、排気配管４９を介する処理室８５の排気によって、処理室８５外へと運び去られる。このようにして膜除去工程の直後に、ウエハＷの表面には不活性ガスとしての窒素ガスが供給されると、ウエハＷの表面付近の水およびふっ酸の分子がすみやかに除去され、気相エッチング処理がすみやかに停止する。  そして、膜除去工程後の窒素ガスの供給は、一定時間（たとえば１０秒以上。２０秒程度が好ましい。）に渡って継続され、その後、コントローラ８０は、バルブ３３を閉じて窒素ガスの供給を停止する。
【００４２】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は他の形態で実施することも可能である。たとえば、上述の一実施形態では、リング部材Ｒは、ウエハＷの周囲を隙間なく取り囲む環状に形成された１つの部材であるが、ウエハＷの周囲を取り囲むように設けられているものであれば何でもよい。たとえば、リング部材Ｒが周方向に関して複数の部材からなり、これら複数の部材同士の間に隙間があってもよい。また、上述の一実施形態のリング部材Ｒにおいて、図３の断面Ｓの左右を貫通する溝や穴がさらに形成されてもよい。ただし、ウエハＷ周縁部のエッチングレートの低下を効果的に防止するためには、上述の一実施形態のようにするのが好ましい。
【００４３】
また、上述の一実施形態では、リング部材Ｒの基板にのぞむ側には、テーパ面Ｒ１および窪み部Ｒ２が形成されているが、図４のようにテーパ面Ｒ１だけが形成されていてもよいし、図５のように窪み部Ｒ２だけが形成されていてもよい。あるいは、テーパ面Ｒ１および窪み部Ｒ２のいずれも形成されておらず、図６のように、ホットプレート４５の上面４５ａに垂直面Ｖが形成されているだけであってもよい。
【００４４】
さらには、上述の一実施形態では、テーパ面Ｒ１は平面状の傾斜面となっているが、これに限らず、図４に示したような曲面状の傾斜面になっていてもよい。また、上述の一実施形態では、窪み部Ｒ２は、曲面と平面とで挟まれた空間となっているが、図５に示したように、平面と平面とで挟まれた空間であってもよい。
【００４５】
また、上述の実施形態では、ウエハＷを平面状の上面４５ａ上に直接載置して保持しているが、ウエハＷを上面４５ａ上から、複数のピンなどによって所定間隔だけ離した状態で保持してもよい。また、この上面４５ａは、上述の実施形態では、ウエハＷ下面に沿うような平面であるが、なだらかな曲面であってもよい。
【００４６】
また、上述の実施形態では、基板保持手段としてのホットプレート４５にはヒータ４５ｂが設けられているが、特にヒータ４５ｂが設けられている必要はなく、たとえば、複数の吸着孔が配置された平面上でウエハＷを吸着保持しつつ回転させるようなものであってもよい。
【００４７】
また、上述の実施形態では、蒸気拡散板としてのパンチングプレート４４が、円筒容器９１の底面の開口９１ｂに設けられているが、設けられていなくともよい。ただし、ウエハＷへの蒸気の供給をより均一に行うためには、パンチングプレート４４が設けられる方がよい。
【００４８】
なお、上述の実施形態では、容器９１の中心軸は、ウエハＷの回転軸ＯＷに一致しているが、これに限らず、容器９１の中心軸が、ウエハＷの回転軸ＯＷからずれていてもよい。すなわち、容器９１の中心軸とウエハＷの回転軸ＯＷとが、所定の距離をもって平行な関係にあってもよい。
【００４９】
なお、上述の実施形態では、基板表面をエッチングするための蒸気として、ふっ酸の蒸気を用いているが、塩酸、硝酸、硫酸、ふっ酸（ＨＦおよび無水ＨＦを含む）、酢酸などのような酸を含む蒸気であれば何でもよい。たとえば、上記酸を含む水溶液の蒸気であってもよく、上記酸を含むガス（気相状態のもの）を水蒸気中に混合したものであってもよい。
【００５０】
さらに上述の実施形態では、不活性ガスとして窒素ガスを用いる例について説明したが、アルゴンなどの他の不活性ガスを用いてもよい。
【００５１】
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。
【００５２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１に係る発明の基板表面処理装置によると、基板周縁部での酸を含む蒸気の濃度の低下が防止されて、基板周縁部でのエッチングレートの低下を防止することができ、したがって、基板表面における酸を含む蒸気の濃度が均一となり、基板表面の面内で均一なエッチング処理を行うことができるという効果を奏する。
【００５３】
また、請求項２に係る発明の基板表面処理装置によると、請求項１に記載の発明の効果をさらに向上させることができる。
【００５４】
また、請求項３に係る発明の基板表面処理装置によると、請求項１に記載の発明の効果をさらに向上させることができる。
【００５５】
また、請求項４に係る発明の基板表面処理装置によると、請求項１から３までのいずれかに記載の発明の効果をさらに向上させることができる。
【００５６】
さらに、請求項５に係る発明の基板表面処理方法によると、請求項１から４までのいずれかに記載の発明の基板表面処理装置と同様の効果を奏する基板表面処理方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る基板表面処理装置の構成を説明するための図解的な平面図である。
【図２】この発明の一実施形態に係る気相エッチング処理部の構成を説明するための図解的な断面図である。
【図３】この発明の一実施形態に係るリング部材周辺の構成を拡大して示す図解的な断面図である。
【図４】この発明の一実施形態に係るリング部材の変形例を示す図解的な断面図である。
【図５】この発明の一実施形態に係るリング部材の変形例を示す図解的な断面図である。
【図６】この発明の一実施形態に係るリング部材の変形例を示す図解的な断面図である。
【符号の説明】
２１    搬入用開口
２２    搬出用開口
３１    窒素ガス供給源
３２    流量コントローラ
３３    バルブ
３４    窒素ガス供給配管
３５    空間
３６    ふっ酸蒸気供給路
３６ａ  吐出口
３７    バルブ
３８，３９  シャッタ
４０    気相エッチング処理部（基板表面処理装置）
４１    ハウジング
４１ａ  ハウジングの底面
４２    ふっ酸水溶液
４３    ふっ酸蒸気発生容器
４４    パンチングプレート
４４ａ  貫通孔
４５    ホットプレート（基板保持手段）
４５ａ  ホットプレートの上面（保持面）
４５ｂ  ヒータ
４６    回転駆動機構
４７    回転軸
４８    ベローズ
４９    排気配管
４９ａ  排気口
５２    流量コントローラ
５３    バルブ
５４    窒素ガス供給配管
５５    排気源
８０    コントローラ
８５    処理室
９０    温調配管
９１    容器（蒸気供給手段）
９１ａ  内周面
９１ｂ  開口
ＯＷ    回転軸（基板の回転軸）
Ｒ      リング部材（周囲部材）
Ｒ１    テーパ面（傾斜面）
Ｒ２    窪み部（凹部）
Ｓ      リング部材の断面
Ｖ      垂直面
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４】
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【図５】
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【図６】
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