(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する基板処理装置であって、
パターンが形成された主面を上側に向けた状態で基板を保持する基板保持部と、
前記基板の前記主面の中央部に処理液を供給する処理液供給部と、
前記基板を前記基板保持部と共に回転する基板回転機構と、
前記基板保持部を内部空間に収容するチャンバと、
前記チャンバの前記内部空間の圧力を変更する圧力変更部と、
前記処理液供給部、前記基板回転機構および前記圧力変更部を制御することにより、前記チャンバの前記内部空間を減圧雰囲気とした状態で、前記基板を回転しつつ前記主面上に前記処理液を供給して前記主面を前記処理液にて被覆し、前記基板の前記主面が前記処理液にて被覆された後に、前記チャンバの前記内部空間の圧力を増大させ、前記基板を回転しつつ前記主面上に連続的に前記処理液を供給して所定の処理を行う制御部と、
を備え、
前記基板に対して前記所定の処理を行う際の前記基板の回転数が、前記基板の前記主面を前記処理液にて被覆する際の前記基板の回転数よりも小さいことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記所定の処理が加圧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３】
請求項１または２に記載の基板処理装置であって、
前記基板のエッジ近傍にて前記基板の前記主面上から溢れた前記処理液を吸引して前記チャンバ外に排出する処理液排出部をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記チャンバの前記内部空間が減圧雰囲気とされた状態における前記処理液供給部からの前記処理液の供給が、前記内部空間と前記チャンバの外部との差圧により行われることを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記基板の前記主面の前記中央部に他の処理液を供給する他の処理液供給部をさらに備え、
前記制御部により前記処理液供給部、前記他の処理液供給部、前記基板回転機構および前記圧力変更部が制御されることにより、前記処理液の供給を停止し、前記チャンバの前記内部空間を減圧雰囲気とした状態で、前記基板を回転しつつ、前記処理液にて被覆された前記基板の前記主面上に前記他の処理液を供給して前記処理液を前記他の処理液にて置換し、前記主面を前記他の処理液にて被覆することを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載の基板処理装置であって、
前記基板の前記主面にパターンが形成されており、
前記制御部により前記他の処理液供給部、前記基板回転機構および前記圧力変更部が制御されることにより、前記基板の前記主面が前記他の処理液にて被覆された後に、前記チャンバの前記内部空間の圧力を増大させ、前記基板を回転しつつ前記主面上に連続的に前記他の処理液を供給して他の処理を行うことを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】
請求項６に記載の基板処理装置であって、
前記他の処理が加圧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８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記基板を加熱する加熱部をさらに備え、
前記制御部により前記圧力変更部および前記加熱部が制御されることにより、前記チャンバの前記内部空間を減圧雰囲気とした状態で、前記基板の加熱が行われることを特徴とする基板処理装置。
【請求項９】
請求項８に記載の基板処理装置であって、
前記加熱部が、前記基板に向けて光を照射することにより前記基板を加熱することを特徴とする基板処理装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記制御部により前記圧力変更部および前記基板回転機構が制御されることにより、前記チャンバの前記内部空間を減圧雰囲気とした状態で、前記基板を回転して前記基板の乾燥が行われることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記処理液がエッチング液であることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１２】
基板を処理する基板処理方法であって、
ａ）チャンバの内部空間において、パターンが形成された主面を上側に向けた状態で基板を保持する工程と、
ｂ）前記チャンバの前記内部空間を減圧雰囲気とした状態で、前記基板を回転しつつ前記主面の中央部に処理液を供給して前記主面を前記処理液にて被覆する工程と、
ｃ）前記ｂ）工程よりも後に、前記チャンバの前記内部空間の圧力を増大させ、前記基板を回転しつつ前記処理液にて被覆された前記主面上に連続的に前記処理液を供給して所定の処理を行う工程と、
を備え、
前記ｃ）工程における前記基板の回転数が、前記ｂ）工程における前記基板の回転数よりも小さいことを特徴とする基板処理方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の基板処理方法であって、
前記ｃ）工程において、前記所定の処理が加圧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１４】
請求項１２または１３に記載の基板処理方法であって、
ｄ）前記ｃ）工程よりも後に、前記処理液の供給を停止し、前記チャンバの前記内部空間を減圧雰囲気とした状態で、前記基板を回転しつつ、前記処理液にて被覆された前記基板の前記主面上に他の処理液を供給して前記処理液を前記他の処理液にて置換し、前記主面を前記他の処理液にて被覆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１５】
請求項１４に記載の基板処理方法であって、
前記基板の前記主面にパターンが形成されており、
ｅ）前記ｄ）工程よりも後に、前記チャンバの前記内部空間の圧力を増大させ、前記基板を回転しつつ前記他の処理液にて被覆された前記主面上に連続的に前記他の処理液を供給して他の処理を行う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１６】
請求項１５に記載の基板処理方法であって、
前記ｅ）工程において、前記他の処理が加圧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１７】
請求項１２ないし１６のいずれかに記載の基板処理方法であって、
ｆ）前記ｂ）工程よりも前に、前記チャンバの前記内部空間を減圧雰囲気とした状態で、前記基板を加熱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１８】
請求項１２ないし１７のいずれかに記載の基板処理方法であって、
ｇ）前記ｂ）工程よりも後に、前記チャンバの前記内部空間を減圧雰囲気とした状態で、前記基板を回転して前記基板の乾燥を行う工程をさらに備えることを特徴とする基板処理方法。
【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および基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体基板（以下、単に「基板」という。）の製造工程では、基板処理装置を用いて基板に対して様々な処理が施される。例えば、表面上にレジストのパターンが形成された基板に薬液を供給することにより、基板の表面に対してエッチング等の処理が行われる。また、エッチング処理の終了後、基板上のレジストを除去したり基板を洗浄する処理も行われる。
【０００３】
特許文献１は、微細パターンが形成された基板を洗浄する方法に関するものである。特許文献１の洗浄装置では、基板が設置された密閉カバー内を真空引きして基板の脱気を行うことにより、基板表面の濡れ性が改善される。続いて、密閉カバー内に薬液が供給され、基板全体が薬液に浸漬される。そして、密閉カバー内を常圧に戻して密閉カバーが取り外された後、基板の回転を開始し、基板上に薬液を供給しつつ洗浄処理等が行われる。当該洗浄装置では、基板表面の濡れ性が改善されることにより、微細パターン凹部に洗浄液が良好に接触する。また、当該洗浄装置では、基板が洗浄液に浸漬された状態で加圧されることにより、洗浄液を微細パターン凹部に浸透させることも行われる。
【０００４】
特許文献２では、加圧チャンバ内に配置されたウエハに対し、加圧雰囲気下において蒸気等を供給することにより、ウエハ上面上の不要物に水分を浸透させた後、常圧または減圧雰囲気下において、温水等を供給して上面上の不要物を除去する装置が開示されている。また、特許文献３の半導体ウエハ現像装置では、半導体ウエハが収容された処理室内を減圧雰囲気とした状態で現像液供給バルブを開くことにより、現像液が処理室に充填される。そして、半導体ウエハが現像液に浸漬されることにより、半導体ウエハの現像処理が行われる。
【０００５】
特許文献４の成膜装置では、チャンバ内において、ウエハの上方に処理ガス供給部が設けられ、ウエハの下方に赤外線ランプが設けられる。そして、チャンバ内が真空雰囲気とされた状態で、ウエハを加熱しつつ処理ガスを供給することにより、ウエハの表面に薄膜が形成される。また、特許文献５の装置では、リンス液によりウエハ上の現像液等を洗い流した後、減圧雰囲気下においてウエハを高速回転させてウエハの乾燥が行われる。
【０００６】
一方、特許文献６の半導体製造装置では、基板に向けて薬液を滴下する薬液吐出ノズルを、回転中の基板上において径方向に直線的に移動させることにより、基板の中央部と外周部とで薬液の滴下量を均一化する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−８５１５０号公報
【特許文献２】特開２００５−１９１２５１号公報
【特許文献３】特開平６−２８３４１３号公報
【特許文献４】特許第３０９９０５３号公報
【特許文献５】特開平９−２４６１５６号公報
【特許文献６】特開平３−２２４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、基板上に処理液を供給して基板の主面に所定の処理を行う場合、処理に要する時間を短くするために、また、基板の全面において処理の質を均一化するために、処理液の供給を開始してから基板の主面が処理液により被覆されるまでの時間はできるだけ短い方が好ましい。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、処理液による基板の主面の被覆を短時間で行うことを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、基板を処理する基板処理装置であって、パターンが形成された主面を上側に向けた状態で基板を保持する基板保持部と、前記基板の前記主面の中央部に処理液を供給する処理液供給部と、前記基板を前記基板保持部と共に回転する基板回転機構と、前記基板保持部を内部空間に収容するチャンバと、前記チャンバの前記内部空間の圧力を変更する圧力変更部と、前記処理液供給部、前記基板回転機構および前記圧力変更部を制御することにより、前記チャンバの前記内部空間を減圧雰囲気とした状態で、前記基板を回転しつつ前記主面上に前記処理液を供給して前記主面を前記処理液にて被覆し、前記基板の前記主面が前記処理液にて被覆された後に、前記チャンバの前記内部空間の圧力を増大させ、前記基板を回転しつつ前記主面上に連続的に前記処理液を供給して所定の処理を行う制御部とを備え、前記基板に対して前記所定の処理を行う際の前記基板の回転数が、前記基板の前記主面を前記処理液にて被覆する際の前記基板の回転数よりも小さい。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理装置であって、前記所定の処理が加圧雰囲気にて行われる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の基板処理装置であって、前記基板のエッジ近傍にて前記基板の前記主面上から溢れた前記処理液を吸引して前記チャンバ外に排出する処理液排出部をさらに備える。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記チャンバの前記内部空間が減圧雰囲気とされた状態における前記処理液供給部からの前記処理液の供給が、前記内部空間と前記チャンバの外部との差圧により行われる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記基板の前記主面の前記中央部に他の処理液を供給する他の処理液供給部をさらに備え、前記制御部により前記処理液供給部、前記他の処理液供給部、前記基板回転機構および前記圧力変更部が制御されることにより、前記処理液の供給を停止し、前記チャンバの前記内部空間を減圧雰囲気とした状態で、前記基板を回転しつつ、前記処理液にて被覆された前記基板の前記主面上に前記他の処理液を供給して前記処理液を前記他の処理液にて置換し、前記主面を前記他の処理液にて被覆する。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の基板処理装置であって、前記基板の前記主面にパターンが形成されており、前記制御部により前記他の処理液供給部、前記基板回転機構および前記圧力変更部が制御されることにより、前記基板の前記主面が前記他の処理液にて被覆された後に、前記チャンバの前記内部空間の圧力を増大させ、前記基板を回転しつつ前記主面上に連続的に前記他の処理液を供給して他の処理を行う。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の基板処理装置であって、前記他の処理が加圧雰囲気にて行われる。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記基板を加熱する加熱部をさらに備え、前記制御部により前記圧力変更部および前記加熱部が制御されることにより、前記チャンバの前記内部空間を減圧雰囲気とした状態で、前記基板の加熱が行われる。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の基板処理装置であって、前記加熱部が、前記基板に向けて光を照射することにより前記基板を加熱する。
【００２１】
請求項１０に記載の発明は、請求項１ないし９のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記制御部により前記圧力変更部および前記基板回転機構が制御されることにより、前記チャンバの前記内部空間を減圧雰囲気とした状態で、前記基板を回転して前記基板の乾燥が行われる。
【００２２】
請求項１１に記載の発明は、請求項１ないし１０のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記処理液がエッチング液である。
【００２３】
請求項１２に記載の発明は、基板を処理する基板処理方法であって、ａ）チャンバの内部空間において、パターンが形成された主面を上側に向けた状態で基板を保持する工程と、ｂ）前記チャンバの前記内部空間を減圧雰囲気とした状態で、前記基板を回転しつつ前記主面の中央部に処理液を供給して前記主面を前記処理液にて被覆する工程と、ｃ）前記ｂ）工程よりも後に、前記チャンバの前記内部空間の圧力を増大させ、前記基板を回転しつつ前記処理液にて被覆された前記主面上に連続的に前記処理液を供給して所定の処理を行う工程とを備え、前記ｃ）工程における前記基板の回転数が、前記ｂ）工程における前記基板の回転数よりも小さい。
【００２５】
請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の基板処理方法であって、前記ｃ）工程において、前記所定の処理が加圧雰囲気にて行われる。
【００２７】
請求項１４に記載の発明は、請求項１２または１３に記載の基板処理方法であって、ｄ）前記ｃ）工程よりも後に、前記処理液の供給を停止し、前記チャンバの前記内部空間を減圧雰囲気とした状態で、前記基板を回転しつつ、前記処理液にて被覆された前記基板の前記主面上に他の処理液を供給して前記処理液を前記他の処理液にて置換し、前記主面を前記他の処理液にて被覆する工程をさらに備える。
【００２８】
請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載の基板処理方法であって、前記基板の前記主面にパターンが形成されており、ｅ）前記ｄ）工程よりも後に、前記チャンバの前記内部空間の圧力を増大させ、前記基板を回転しつつ前記他の処理液にて被覆された前記主面上に連続的に前記他の処理液を供給して他の処理を行う工程をさらに備える。
【００２９】
請求項１６に記載の発明は、請求項１５に記載の基板処理方法であって、前記ｅ）工程において、前記他の処理が加圧雰囲気にて行われる。
【００３０】
請求項１７に記載の発明は、請求項１２ないし１６のいずれかに記載の基板処理方法であって、ｆ）前記ｂ）工程よりも前に、前記チャンバの前記内部空間を減圧雰囲気とした状態で、前記基板を加熱する工程をさらに備える。
【００３１】
請求項１８に記載の発明は、請求項１２ないし１７のいずれかに記載の基板処理方法であって、ｇ）前記ｂ）工程よりも後に、前記チャンバの前記内部空間を減圧雰囲気とした状態で、前記基板を回転して前記基板の乾燥を行う工程をさらに備える。
【発明の効果】
【００３２】
本発明では、処理液による基板の主面の被覆を短時間で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す図である。
【図２】基板処理の流れを示す図である。
【図３】基板処理のタイミングチャートである。
【図４】第２の実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す図である。
【図５】基板処理の流れを示す図である。
【図６】基板処理のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
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の構成を示す図である。基板処理装置１は、略円板状の半導体基板９（以下、単に「基板９」という。）に処理液を供給して基板９を１枚ずつ処理する枚葉式の装置である。
【００３５】
基板処理装置１は、基板保持部２と、第１処理液供給部３と、第２処理液供給部４と、基板回転機構５と、ガス供給部６１と、吸引部６２と、チャンバ７と、加熱部８と、制御部１１とを備える。図１では、基板保持部２、基板回転機構５およびチャンバ７を断面にて示している。
【００３６】
チャンバ７は、略円板状のチャンバ底部７１と、チャンバ底部７１の外周に固定される略円筒状のチャンバ側壁部７２と、チャンバ側壁部７２の上部開口を閉塞する略円板状のチャンバ蓋部７３とを備える。チャンバ蓋部７３は、上下方向に移動可能であり、チャンバ蓋部７３が上方に移動してチャンバ側壁部７２から離間した状態にて、基板９のチャンバ７内への搬出入が行われる。また、チャンバ蓋部７３がチャンバ側壁部７２の上部に付勢されることにより、密閉空間であるチャンバ７の内部空間７０が形成される。チャンバ底部７１およびチャンバ蓋部７３は、石英等により形成された透光性を有する部材である。
【００３７】
チャンバ蓋部７３の中央部には上部配管７５が設けられ、上部配管７５の周囲には、断面が円環状の上部配管７８が設けられる。上部配管７５には、上部切替バルブ７５１を介して、第１処理液供給部３および第２処理液供給部４が接続され、上部配管７８にはガス供給部６１が接続される。チャンバ底部７１の中央部には、下部中央配管７６が設けられる。下部中央配管７６には、下部切替バルブ７６１を介して、第１処理液供給部３および第２処理液供給部４が接続される。また、チャンバ底部７１の外周部には、複数の下部外周配管７７が周方向に等ピッチにて設けられる。複数の下部外周配管７７には、バルブ６２１を介して吸引部６２が接続される。
【００３８】
基板回転機構５は、いわゆる中空モータであり、チャンバ側壁部７２の内部にて周方向に配置されるステータ５１と、チャンバ７の内部空間７０にてステータ５１の内側に配置される略円環状のロータ５２とを備える。ロータ５２は、ステータ５１との間に働く磁力により、ステータ５１およびチャンバ側壁部７２に接触することなく支持され、上下方向を向く中心軸を中心として回転する。
【００３９】
基板保持部２は、基板回転機構５のロータ５２の内周面に固定される略円環板状の部材であり、ロータ５２と共にチャンバ７の内部空間７０に収容される。基板９は、微細パターンが形成された一方の主面９１（以下、「上面９１」という。）を上側に向けた状態で基板保持部２上に載置されることにより、基板保持部２により保持される。換言すれば、基板保持部２は、基板９の下面９２に当接することにより、基板９を保持する。なお、基板保持部２は、例えば、ロータ５２の内周面から径方向内側に向けて突出する複数の凸部であってもよい。基板処理装置１では、制御部１１により基板回転機構５が制御されることにより、基板９が、基板９の中心を通るとともに基板９の上面９１に垂直な上記中心軸を中心として、基板保持部２およびロータ５２と共に水平姿勢にて回転する。
【００４０】
第１処理液供給部３は、第１処理液を貯溜する第１貯溜部３０と上部配管７５とを接続する第１処理液配管３１、および、第１処理液配管３１上に設けられるポンプ３２を備える。第２処理液供給部４は、第２処理液を貯溜する第２貯溜部４０と上部配管７５とを接続する第２処理液配管４１、および、第２処理液配管４１上に設けられるポンプ４２を備える。ガス供給部６１は、ガス供給源６１０と上部配管７８とを接続するガス配管６１１、並びに、ガス配管６１１上に設けられるポンプ６１２およびバルブ６１３を備える。上述の上部配管７５、下部中央配管７６、上部切替バルブ７５１および下部切替バルブ７６１は、第１処理液供給部３および第２処理液供給部４により共有される。
【００４１】
基板処理装置１では、制御部１１により第１処理液供給部３のポンプ３２、上部切替バルブ７５１および下部切替バルブ７６１が制御されることにより、上部配管７５から基板９の上面９１の中央部に向けて第１処理液が供給され、下部中央配管７６から基板９の下面９２の中央部に向けて第１処理液が供給される。また、制御部１１により第２処理液供給部４のポンプ４２、上部切替バルブ７５１および下部切替バルブ７６１が制御されることにより、上部配管７５から基板９の上面９１の中央部に向けて第２処理液が供給され、下部中央配管７６から基板９の下面９２の中央部に向けて第２処理液が供給される。本実施の形態では、第１処理液は、フッ酸や水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液等のエッチング液であり、第２処理液は、純水（ＤＩＷ：Ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ  Ｗａｔｅｒ）である。
【００４２】
基板処理装置１では、制御部１１によりガス供給部６１のポンプ６１２およびバルブ６１３が制御されることにより、上部配管７８からチャンバ７の内部空間７０にガスが供給される。本実施の形態では、ガス供給部６１により、窒素（Ｎ２）ガスがチャンバ７内に供給される。
【００４３】
吸引部６２は、複数の下部外周配管７７を介して基板９のエッジ近傍にて吸引を行う。これにより、チャンバ７の内部空間７０のガスをチャンバ７外に排出する。基板処理装置１では、制御部１１によりガス供給部６１および吸引部６２が制御されることにより、チャンバ７の内部空間７０の圧力が変更される。具体的には、吸引部６２と下部外周配管７７との間のバルブ６２１が閉じられた状態で、ガス供給部６１からチャンバ７内にガスが供給されることにより、チャンバ７の内部空間７０の圧力が増大して常圧（大気圧）よりも高くなり、内部空間７０が加圧雰囲気となる。また、ガス供給部６１のバルブ６１３が閉じられた状態で、吸引部６２によりチャンバ７内のガスがチャンバ７外に排出されることにより、内部空間７０の圧力が減少して常圧よりも低くなり、内部空間７０が減圧雰囲気となる。このように、ガス供給部６１および吸引部６２は、チャンバ７の内部空間７０の圧力を変更する圧力変更部の役割を果たす。
【００４４】
吸引部６２は、また、複数の下部外周配管７７を介して基板９のエッジ近傍にて吸引を行うことにより、第１処理液供給部３および第２処理液供給部４によりチャンバ７内に供給された処理液をチャンバ７外に排出する。このように、吸引部６２は、処理液排出部としての役割も果たす。
【００４５】
加熱部８は、チャンバ７の上方および下方に配置されるランプ８１を備える。ランプ８１は、チャンバ底部７１およびチャンバ蓋部７３を介して基板９に向けて光を照射することにより基板９を加熱する。
【００４６】
図２は、基板処理装置１における基板９の処理の流れを示す図である。図３は、基板９の処理のタイミングチャートである。図３中の線１０１は、チャンバ７内の圧力を示し、線１０２は、第１処理液供給部３からの第１処理液の供給量を示し、線１０３は、第２処理液供給部４からの第２処理液の供給量を示し、線１０４は、加熱部８のランプ８１のＯＮ／ＯＦＦを示す。
【００４７】
基板処理装置１では、まず、基板９がチャンバ７内に搬入されて基板保持部２により保持され、チャンバ蓋部７３によりチャンバ側壁部７２の上部開口が閉塞されてチャンバ７内が密閉される。チャンバ７内が密閉されると、制御部１１により基板回転機構５が制御されることにより、基板９の回転が開始される（ステップＳ１１）。
【００４８】
続いて、制御部１１により加熱部８および吸引部６２が制御されることにより、ランプ８１が点灯され、チャンバ７内のガスがチャンバ７外へと排出される。そして、チャンバ７の内部空間７０が減圧雰囲気とされた状態で、加熱部８による基板９の加熱が所定の時間だけ行われる（ステップＳ１２）。減圧雰囲気とされたチャンバ７の内部空間７０の圧力は、好ましくは常圧よりも低く、約１５ｋＰａ以上の圧力の範囲で設定される。
【００４９】
次に、制御部１１により第１処理液供給部３が制御されることにより、減圧雰囲気のチャンバ７内において回転中の基板９の上面９１上に、上部配管７５から第１処理液が連続的に供給される。基板９の上面９１の中央部に供給された第１処理液は、基板９の回転により外周部へと拡がり、上面９１全体が第１処理液により被覆される（ステップＳ１３）。基板９の上面９１上から溢れた第１処理液は、制御部１１により制御される吸引部６２により吸引されてチャンバ７外へと排出される。また、下部中央配管７６から基板９の下面９２の中央部にも第１処理液が供給され、基板９の回転により外周部へと拡がる。
【００５０】
第１処理液による基板９の上面９１の被覆が終了すると、制御部１１によりガス供給部６１が制御されることにより、チャンバ７の内部空間７０の圧力が増大し、常圧よりも高い所定の圧力（好ましくは、常圧よりも高く、常圧よりも約０．１ＭＰａ高い圧力以下）となる。また、第１処理液供給部３および基板回転機構５が制御部１１により制御され、第１処理液供給部３からの第１処理液の単位時間当たりの供給量（以下、「流量」という。）が減少するとともに基板９の回転数が減少する。なお、図３中に二点鎖線にて示すように、内部空間７０の圧力上昇中は、第１処理液の供給は停止されてもよい。チャンバ７の内部空間７０が所定の加圧雰囲気とされると、ステップＳ１３よりも低い回転数にて回転中の基板９の主面９１上に、エッチング液である第１処理液が、ステップＳ１３よりも少ない流量にて連続的に供給され、所定の時間だけエッチング処理が行われる（ステップＳ１４）。
【００５１】
続いて、制御部１１により吸引部６２が制御されることにより、チャンバ７の内部空間７０の圧力が減少し、常圧よりも低い所定の圧力（好ましくは、常圧よりも低く、約１５ｋＰａ以上の圧力）となる。そして、第１処理液供給部３からの第１処理液の供給が停止されるとともに、ランプ８１が消灯されて加熱部８による基板９の加熱も停止される。
【００５２】
次に、制御部１１により第２処理液供給部４が制御されることにより、減圧雰囲気のチャンバ７内において回転中の基板９の上面９１上に、上部配管７５から第２処理液が連続的に供給される。第１処理液にて被覆された上面９１の中央部に供給された第２処理液は、基板９の回転により外周部へと拡がり、上面９１上の第１処理液は、基板９のエッジから外側へと押し出される。そして、基板９の上面９１上の第１処理液が第２処理液に置換され、上面９１全体が第２処理液により被覆される（ステップＳ１５）。基板９の上面９１上から溢れた第１処理液および第２処理液は、吸引部６２により吸引されてチャンバ７外へと排出される。また、下部中央配管７６から基板９の下面９２の中央部にも第２処理液が供給され、基板９の回転により外周部へと拡がる。
【００５３】
第２処理液による基板９の上面９１の被覆が終了すると、制御部１１によりガス供給部６１が制御されることにより、チャンバ７の内部空間７０の圧力が増大し、常圧よりも高い所定の圧力（好ましくは、常圧よりも高く、常圧よりも約０．１ＭＰａ高い圧力以下）となる。内部空間７０の圧力の増大中、および、内部空間７０が所定の加圧雰囲気となった後も、第２処理液供給部４からの第２処理液の供給は継続される。そして、加圧雰囲気の内部空間７０において回転中の基板９の主面９１上に、純水である第２処理液が連続的に供給され、所定の時間だけリンス処理が行われる（ステップＳ１６）。
【００５４】
リンス処理が終了すると、第２処理液供給部４からの第２処理液の供給が停止され、制御部１１により吸引部６２が制御されることにより、チャンバ７の内部空間７０の圧力が減少し、常圧よりも低い所定の圧力（好ましくは、常圧よりも低く、約１５ｋＰａ以上の圧力）となる。そして、内部空間７０が所定の減圧雰囲気とされた状態で、基板回転機構５が制御部１１により制御されることにより、基板９の回転数が増大し、基板９を高速にて回転することにより、基板９上から第２処理液が除去されて基板９の乾燥処理が行われる（ステップＳ１７）。基板９の減圧乾燥が行われている間、基板９上から除去された第２処理液は、吸引部６２により吸引されてチャンバ７外へと排出される。なお、図３中に二点鎖線にて示すように、基板９の減圧乾燥が行われている間、加熱部８による基板９の加熱が並行して行われてもよい。これにより、基板９の乾燥を促進することができる。
【００５５】
基板９の乾燥が終了すると、基板９の回転が停止され（ステップＳ１８）、チャンバ７の内部空間７０が常圧に戻される。その後、チャンバ蓋部７３がチャンバ側壁部７２から離間し、基板９がチャンバ７から搬出される。
【００５６】
以上に説明したように、基板処理装置１では、ステップＳ１２において、チャンバ７の内部空間７０を減圧雰囲気とした状態で、加熱部８による基板９の加熱が行われる。これにより、基板９から周囲のガスへの熱の移動が抑制され、基板９を常圧下に比べて短時間で加熱することができる。また、加熱部８が、基板９に向けて光を照射して基板９を加熱するランプ８１を備えることにより、チャンバ７やチャンバ７内の構造を簡素化することができる。
【００５７】
ステップＳ１３では、チャンバ７の内部空間７０を減圧雰囲気とした状態で、基板９を回転しつつ基板９の上面９１上に第１処理液が供給されることにより、第１処理液が上面９１上にて中央部から外周部へと迅速に拡がる。これにより、第１処理液による基板９の上面９１の被覆を常圧下に比べて短時間で行うことができる。また、吸引部６２により基板９のエッジ近傍から第１処理液を吸引することにより、基板９の上面９１上における第１処理液の移動速度を増大させることができる。その結果、第１処理液による基板９の上面９１の被覆をさらに短時間で行うことができ、基板９の処理に要する時間を短くすることができる。
【００５８】
ステップＳ１３では、上述のように、チャンバ７の内部空間７０を減圧雰囲気とすることにより、基板９上の微細パターンの間隙（以下、「パターン間隙」という。）に存在するガスの量が常圧下に比べて減少するため、基板９の上面９１上に供給された第１処理液がパターン間隙に容易に進入する。これにより、パターン間隙内のエッチング処理を適切に行うことができる。また、基板９の上面９１が第１処理液にて被覆された後に、チャンバ７の内部空間７０の圧力を増大させることにより、第１処理液がパターン間隙に押し込まれる。その結果、第１処理液をパターン間隙により容易に進入させることができる。さらに、チャンバ７の内部空間７０の圧力が常圧よりも高くされて加圧雰囲気とされることにより、第１処理液をパターン間隙により一層容易に進入させることができる。
【００５９】
ステップＳ１４では、チャンバ７の内部空間７０を加圧雰囲気とした状態で、基板９を回転しつつ基板９の上面９１上に第１処理液を連続的に供給してエッチング処理が行われる。これにより、常圧下に比べて基板９上の第１処理液が気化することを抑制し、基板９の中央部から外周部へと向かうに従って基板９の温度が気化熱により低くなることを抑制することができる。その結果、第１処理液によるエッチング処理中の基板９の上面９１の温度の均一性を向上することができ、基板９の上面９１全体におけるエッチング処理の均一性を向上することができる。また、基板９の下面９２全体におけるエッチング処理の均一性も向上することができる。
【００６０】
上述のように、ステップＳ１４において基板９に対してエッチング処理を行う際の基板９の回転数は、ステップＳ１３において基板９の上面９１を第１処理液にて被覆する際の基板９の回転数よりも小さい。これにより、基板９からの第１処理液の気化がより抑制され、エッチング処理中の基板９の上面９１の温度の均一性をさらに向上することができる。その結果、基板９の上面９１全体におけるエッチング処理の均一性をより一層向上することができる。
【００６１】
ステップＳ１５では、チャンバ７の内部空間７０を減圧雰囲気とした状態で、基板９を回転しつつ基板９の上面９１上に第２処理液が供給されることにより、第２処理液が上面９１上にて中央部から外周部へと迅速に拡がる。これにより、第１処理液の第２処理液への置換、および、第２処理液による基板９の上面９１の被覆を常圧下に比べて短時間で行うことができる。また、吸引部６２により基板９のエッジ近傍から第１処理液および第２処理液を吸引することにより、第１処理液の第２処理液への置換、および、第２処理液による基板９の上面９１の被覆をさらに短時間で行うことができる。
【００６２】
上述のように、基板処理装置１では、基板９の上面９１が第２処理液にて被覆された後に、チャンバ７の内部空間７０の圧力を増大させることにより、第２処理液がパターン間隙に押し込まれる。その結果、第２処理液をパターン間隙に容易に進入させることができ、第１処理液の第２処理液への置換をより確実に行うことができる。さらに、チャンバ７の内部空間７０の圧力が常圧よりも高くされて加圧雰囲気とされることにより、第２処理液をパターン間隙により一層容易に進入させることができる。
【００６３】
ステップＳ１６では、チャンバ７の内部空間７０を加圧雰囲気とした状態で、基板９を回転しつつ基板９の上面９１上に連続的に第２処理液を供給してリンス処理が行われる。これにより、常圧下に比べて基板９上の第２処理液が気化することを抑制し、基板９の中央部から外周部へと向かうに従って基板９の温度が気化熱により低くなることを抑制することができる。その結果、第２処理液によるリンス処理中の基板９の上面９１の温度の均一性を向上することができ、基板９の上面９１全体におけるリンス処理の均一性を向上することができる。また、基板９の下面９２全体におけるリンス処理の均一性も向上することができる。
【００６４】
ステップＳ１７では、チャンバ７の内部空間７０を減圧雰囲気とした状態で、基板９を回転して基板９の乾燥が行われる。これにより、基板９の乾燥を常圧下に比べて短時間で行うことができる。
【００６５】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る基板処理装置について説明する。図４は、第２の実施の形態に係る基板処理装置１ａの構成を示す図である。基板処理装置１ａでは、第１処理液供給部３にポンプ３２が設けられず、第２処理液供給部４にポンプ４２が設けられない。基板処理装置１ａの他の構成は、図１に示す基板処理装置１と同様であり、以下の説明において、対応する構成に同符号を付す。
【００６６】
図５は、基板処理装置１ａにおける基板９の処理の流れを示す図である。図６は、基板９の処理のタイミングチャートである。図６中の線１０１〜１０４は、図３と同様に、チャンバ７内の圧力、第１処理液供給部３からの第１処理液の供給量、第２処理液供給部４からの第２処理液の供給量、および、加熱部８のランプ８１のＯＮ／ＯＦＦを示す。
【００６７】
基板処理装置１ａでは、まず、チャンバ７内に搬入された基板９が基板保持部２により保持され、基板回転機構５による基板９の回転が開始される（ステップＳ２１）。続いて、吸引部６２によりチャンバ７の内部空間７０が減圧雰囲気とされた状態で、加熱部８による基板９の加熱が行われる（ステップＳ２２）。
【００６８】
次に、制御部１１により上部切替バルブ７５１および下部切替バルブ７６１が制御されて、第１処理液を貯溜する第１貯溜部３０とチャンバ７の内部空間７０とが接続される。第１貯溜部３０は大気開放されており、減圧雰囲気の内部空間７０と第１貯溜部３０との差圧により、第１貯溜部３０内の第１処理液が、上部配管７５および下部中央配管７６を介して基板９の上面９１および下面９２の中央部に連続的に供給される。換言すれば、第１処理液供給部３からの第１処理液の供給は、減圧雰囲気であるチャンバ７の内部空間７０とチャンバ７の外部との差圧により行われる。基板９の上面９１の中央部に供給された第１処理液は、基板９の回転により外周部へと拡がり、上面９１全体が第１処理液により被覆される（ステップＳ２３）。基板９の上面９１上から溢れた第１処理液は、制御部１１により制御される吸引部６２により吸引されてチャンバ７外へと排出される。また、基板９の下面９２の中央部に供給された第１処理液も、基板９の回転により外周部へと拡がる。
【００６９】
第１処理液による基板９の上面９１の被覆が終了すると、上部切替バルブ７５１および下部切替バルブ７６１の開度が制御部１１により制御され、第１処理液供給部３からの第１処理液の流量が減少する。また、基板回転機構５が制御されることにより、基板９の回転数も減少する。そして、ステップＳ２３よりも低い回転数にて回転中の基板９の主面９１上に、エッチング液である第１処理液が、ステップＳ２３よりも少ない流量にて連続的に供給され、減圧雰囲気下にて所定の時間だけエッチング処理が行われる（ステップＳ２４）。
【００７０】
エッチング処理が終了すると、上部切替バルブ７５１および下部切替バルブ７６１が制御され、第２処理液を貯溜する第２貯溜部４０とチャンバ７の内部空間７０とが接続される。これにより、第１処理液の供給が停止される。また、加熱部８による基板９の加熱も停止される。第２貯溜部４０は大気開放されており、減圧雰囲気の内部空間７０と第２貯溜部４０との差圧により、第２貯溜部４０内の第２処理液が、上部配管７５および下部中央配管７６を介して基板９の上面９１および下面９２の中央部に連続的に供給される。換言すれば、第２処理液供給部４からの第２処理液の供給は、減圧雰囲気であるチャンバ７の内部空間７０とチャンバ７の外部との差圧により行われる。
【００７１】
基板９の上面９１の中央部に供給された第２処理液は、基板９の回転により外周部へと拡がり、上面９１上の第１処理液が第２処理液に置換され、上面９１全体が第２処理液により被覆される（ステップＳ２５）。基板９の上面９１上から溢れた第１処理液および第２処理液は、吸引部６２により吸引されてチャンバ７外へと排出される。また、基板９の下面９２の中央部に供給された第２処理液も、基板９の回転により外周部へと拡がる。その後、減圧雰囲気の内部空間７０において第２処理液の供給が継続され、所定の時間だけリンス処理が行われる（ステップＳ２６）。
【００７２】
リンス処理が終了すると、第２処理液供給部４からの第２処理液の供給が停止される。そして、基板９の回転数が増大し、減圧雰囲気下にて基板９を高速にて回転することにより、基板９上から第２処理液が除去されて基板９の乾燥処理が行われる（ステップＳ２７）。基板９の減圧乾燥が行われている間、基板９上から除去された第２処理液は、吸引部６２により吸引されてチャンバ７外へと排出される。なお、図６中に二点鎖線にて示すように、基板９の減圧乾燥が行われている間、加熱部８による基板９の加熱が並行して行われてもよい。これにより、基板９の乾燥を促進することができる。
【００７３】
基板９の乾燥が終了すると、基板９の回転が停止され（ステップＳ２８）、ガス供給部６１によりチャンバ７の内部空間７０が常圧に戻される。その後、チャンバ蓋部７３がチャンバ側壁部７２から離間し、基板９がチャンバ７から搬出される。
【００７４】
以上に説明したように、基板処理装置１ａでは、第１の実施の形態と同様に、ステップＳ２３において、チャンバ７の内部空間７０を減圧雰囲気とした状態で基板９の上面９１上に第１処理液が供給されることにより、第１処理液による基板９の上面９１の被覆を常圧下に比べて短時間で行うことができる。また、ステップＳ２５において、チャンバ７の内部空間７０を減圧雰囲気とした状態で基板９の上面９１上に第２処理液が供給されることにより、第１処理液の第２処理液への置換、および、第２処理液による基板９の上面９１の被覆を常圧下に比べて短時間で行うことができる。
【００７５】
基板処理装置１ａでは、第１処理液供給部３からの第１処理液の供給が、減圧雰囲気とされたチャンバ７の内部空間７０とチャンバ７の外部との差圧により行われる。これにより、第１処理液供給部３からポンプを省略することができ、基板処理装置１ａの構造を簡素化することができる。また、第２処理液供給部４からの第２処理液の供給も、減圧雰囲気とされたチャンバ７の内部空間７０とチャンバ７の外部との差圧により行われる。これにより、第２処理液供給部４からポンプを省略することができ、基板処理装置１ａの構造をさらに簡素化することができる。
【００７６】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【００７７】
第１の実施の形態に係る基板処理装置１では、ステップＳ１４のエッチング処理、および、ステップＳ１６のリンス処理は、例えば、チャンバ７の内部空間７０が常圧とされた状態で行われてもよい。
【００７８】
上述の基板処理装置１，１ａでは、リンス処理（ステップＳ１６，Ｓ２６）の終了後に、基板９の上面９１および下面９２にイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）が供給され、基板９上の第２処理液をＩＰＡに置換した後に、乾燥処理（ステップＳ１７，Ｓ２７）が行われてもよい。ＩＰＡ置換が行われる場合、チャンバ７の内部空間７０を減圧雰囲気とした状態においてＩＰＡが基板９上に供給されることが好ましい。これにより、第１処理液の第２処理液への置換（ステップＳ１５，Ｓ２５）と同様に、第２処理液のＩＰＡへの置換、および、ＩＰＡによる基板９の上面９１の被覆を常圧下に比べて短時間で行うことができる。また、吸引部６２により基板９のエッジ近傍から第２処理液およびＩＰＡを吸引することにより、第２処理液のＩＰＡへの置換、および、ＩＰＡによる基板９の上面９１の被覆をさらに短時間で行うことができる。
【００７９】
第１処理液および第２処理液は、必ずしも、エッチング液および純水には限定されず、他の様々な処理液が第１処理液および第２処理液として用いられ、基板９に対する様々な処理が行われてもよい。また、第１処理液および第２処理液の下面９２への供給は省略されてもよい。さらに、基板処理装置１では、第２処理液供給部４が省略され、第１処理液による基板９の処理のみが行われてもよい。
【００８０】
加熱部８は、基板９に向けて光を照射することにより基板９を加熱するものには限定されない。例えば、チャンバ底部７１およびチャンバ蓋部７３の内部に、電熱線等のヒータが加熱部８として設けられてもよい。また、吸引部６２に代えて、チャンバ７内のガスを吸引するガス吸引部と、チャンバ７内の処理液を吸引する処理液吸引部とが個別に設けられてもよい。
【００８１】
基板処理装置１では、半導体基板以外の様々な基板に対する処理が行われてもよい。チャンバ７の形状は、基板の形状に合わせて適宜変更されてよい。
【００８２】
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】
【００８３】
１    基板処理装置
２    基板保持部
３    第１処理液供給部
４    第２処理液供給部
５    基板回転機構
７    チャンバ
８    加熱部
９    基板
１１    制御部
６１    ガス供給部
６２    吸引部
７０    内部空間
９１    （基板の）上面
Ｓ１１〜Ｓ１８，Ｓ２１〜Ｓ２８    ステップ
【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】
0005889691.tif 000006
【図６】
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