(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン酸化膜とシリコン窒化膜とが形成された基板に対して行われる基板処理方法であって、
シリル化剤を基板に供給し、前記基板をシリル化するシリル化工程と、
前記シリル化工程が行われた後に、選択エッチング用のエッチング剤を前記基板に供給することにより、前記シリコン酸化膜のエッチングを抑制しつつ前記シリコン窒化膜を選択的にエッチングする選択エッチング工程とを含む、基板処理方法。
【請求項２】
前記シリル化工程と前記選択エッチング工程とを含む一連のサイクルを複数回行う繰り返し工程を含む、請求項１記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記サイクルは、前記選択エッチング工程が行われた後に、リンス液を前記基板に供給するリンス工程をさらに含む、請求項２記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記サイクルは、前記選択エッチング工程が行われた後に、紫外線を前記基板に照射する紫外線照射工程をさらに含む、請求項２または３記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記シリル化工程が行われる前に、紫外線を前記基板に照射するシリル化前紫外線照射工程をさらに含む、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】
前記シリル化工程が行われた後に、紫外線を前記基板に照射するシリル化後紫外線照射工程をさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項７】
前記エッチング剤は、フッ酸とエチレングリコールとを含む混合液である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記シリル化剤は、非水溶性であり、
前記エッチング剤は、水を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項９】
前記エッチング剤は、エッチング成分を有するベーパである、請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１０】
シリコン酸化膜とシリコン窒化膜とが形成された基板を処理する基板処理装置であって、
シリル化位置およびエッチング位置で、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜とが形成された基板を保持する基板保持手段と、
前記基板保持手段に前記シリル化位置で保持された基板にシリル化剤を供給し、前記基板をシリル化するシリル化剤供給手段と、
前記基板保持手段に前記エッチング位置で保持された基板に選択エッチング用のエッチング剤を供給することにより、前記シリコン酸化膜のエッチングを抑制しつつ前記シリコン窒化膜を選択的にエッチングするエッチング剤供給手段と、
前記シリル化剤供給手段を制御することにより、前記基板保持手段に前記シリル化位置で保持された基板にシリル化剤を供給させて、前記基板をシリル化するシリル化工程と、前記エッチング剤供給手段を制御することにより、前記シリル化工程が行われた後に、前記基板保持手段に前記エッチング位置で保持された前記基板に選択エッチング用のエッチング剤を供給させて、前記シリコン酸化膜のエッチングを抑制しつつ前記シリコン窒化膜を選択的にエッチングする選択エッチング工程とを実行する制御手段とを含む、基板処理装置。
【請求項１１】
前記シリル化位置およびエッチング位置が、同じ位置である、請求項１０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、基板を処理する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（ＳｉＮ膜）とシリコン酸化膜（ＳｉＯ２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（たとえば、１２０℃〜１６０℃）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選択エッチングが必要に応じて行われる（たとえば、特許文献１参照）。
【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】
選択エッチングの選択比（窒化膜の除去量／酸化膜の除去量）は高いことが好ましい。
そこで、この発明の目的は、選択エッチングの選択比を向上させ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】
【０００５】
前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜とが形成された基板に対して行われる基板処理方法であって、シリル化剤を基板（Ｗ）に供給し、前記基板をシリル化するシリル化工程と、前記シリル化工程が行われた後に、選択エッチング用のエッチング剤を前記基板に供給することにより、前記シリコン酸化膜のエッチングを抑制しつつ前記シリコン窒化膜を選択的にエッチングする選択エッチング工程とを含む、基板処理方法である。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号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限定する趣旨ではない。
【０００６】
この発明によれば、エッチング剤の供給によって基板がエッチングされる前に、シリル化剤の供給によって基板がシリル化される。したがって、シリル化された基板がエッチングされる。後述するように、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜とが形成された基板をシリル化することにより、シリコン酸化膜がエッチングされることを抑制することができる。したがって、シリル化された基板をエッチングすることにより、選択比（シリコン窒化膜の除去量／シリコン酸化膜の除去量）を向上させることができる。
【０００７】
前記基板処理方法は、前記選択エッチング工程が行われた後に、リンス液を前記基板に供給するリンス工程と、前記リンス工程が行われた後に、前記基板を乾燥させる乾燥工程とをさらに含んでいてもよい。
また、前記基板処理方法は、前記シリル化工程と並行して行われる工程であって、前記基板を加熱する加熱工程をさらに含んでいてもよい。この場合、基板の温度が上昇するから、基板に供給されたシリル化剤の温度の低下を抑制できる。したがって、シリル化剤の活性が温度の変化に伴って変化する場合には、シリル化剤の活性を安定させることができる。さらに、基板の温度が、当該基板に供給されたシリル化剤の温度よりも高い場合には、基板に供給されたシリル化剤の温度を上昇させることができる。したがって、シリル化剤の活性が温度の上昇に伴って高まる場合には、シリル化剤の活性を高めることができる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、前記シリル化工程と前記選択エッチング工程とを含む一連のサイクルを複数回行う繰り返し工程を含む、請求項１記載の基板処理方法である。
この発明によれば、シリル化された基板上のシリコン窒化膜が選択エッチングされる。その後、選択エッチング後の基板が再びシリル化される。そして、シリル化された基板に対して再びシリコン窒化膜の選択エッチングが行われる。すなわち、エッチングが中断され、このエッチングの中断期間中に基板が再びシリル化される。エッチング剤の供給が長時間継続されると、シリル化剤によって与えられたシリコン酸化膜のエッチング抑制能力が途中で低下し、選択比が低下してしまう場合がある。したがって、再び基板をシリル化することにより、シリコン酸化膜のエッチング抑制能力を回復させることができる。そのため、エッチングを再開したときにシリコン酸化膜がエッチングされることを抑制できる。したがって、選択比の低下を抑制または防止することができる。
【０００９】
請求項３記載の発明は、前記サイクルは、前記選択エッチング工程が行われた後に、リンス液を前記基板に供給するリンス工程をさらに含む、請求項２記載の基板処理方法である。
この発明によれば、シリル化された基板に対して選択エッチングが実行される。その後、エッチングされた基板にリンス液が供給され、基板に付着している液体や異物が洗い流される。そして、再び、シリル化工程、選択エッチング工程、およびリンス工程が順次行われる。選択エッチングがされた基板にはエッチングによって生じた異物が付着している場合がある。特に、基板に供給されるエッチング剤がベーパである場合には、エッチング剤が液体である場合に比べて、異物が基板に残り易い。エッチングによって生じた異物が付着している状態で基板をシリル化すると、この異物が基板から取れ難くなる場合がある。したがって、再びシリル化工程を行う前に、基板に付着している異物を除去することにより、この異物が基板から取れ難くなることを抑制または防止することができる。これにより、異物が基板に残ることを抑制または防止することができる。したがって、基板の清浄度を向上させることができる。
【００１０】
請求項４記載の発明は、前記サイクルは、前記選択エッチング工程が行われた後に、紫外線を前記基板に照射する紫外線照射工程をさらに含む、請求項２または３記載の基板処理方法である。
この発明によれば、シリル化工程、選択エッチング工程、および紫外線照射工程を含む一連のサイクルが複数回行われる。各サイクルでは、シリル化剤およびエッチング剤が供給された基板に紫外線が照射され、２回目以降のサイクルでは、紫外線が照射された基板にシリル化剤およびエッチング剤が供給される。シリル化された基板に紫外線を照射することにより、基板に付着しているシリル化剤を除去することができる。したがって、基板の清浄度を向上させることができる。また、２回目以降のサイクルでは、紫外線の照射によって有機物などの異物が除去された基板にシリル化剤およびエッチング剤が供給される。したがって、２回目以降のサイクルにおいて基板に対するシリル化剤およびエッチング剤の反応性を向上させることができる。これにより、選択比を向上させることができる。
【００１１】
請求項５記載の発明は、前記シリル化工程が行われる前に、紫外線を前記基板に照射するシリル化前紫外線照射工程をさらに含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この発明によれば、紫外線が基板に照射された後に、シリル化剤およびエッチング剤が基板に順次供給される。紫外線を基板に照射することにより、基板に付着している有機物などの異物を除去することができる。したがって、基板に対するシリル化剤およびエッチング剤の反応性を向上させることができる。これにより、選択比を向上させることができる。
【００１２】
請求項６記載の発明は、前記シリル化工程が行われた後に、紫外線を前記基板に照射するシリル化後紫外線照射工程をさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この発明によれば、シリル化された基板に紫外線が照射される。シリル化された基板に紫外線を照射することにより、基板に付着しているシリル化剤を除去することができる。したがって、基板の清浄度を向上させることができる。
【００１３】
また、前記エッチング工程において基板に供給されるエッチング剤は、請求項７記載の発明のように、フッ酸とエチレングリコールとを含む混合液であってもよい。
請求項８記載の発明は、前記シリル化剤は、非水溶性であり、前記エッチング剤は、水を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理方法である。非水溶性のシリル化剤は、水に全く溶けないシリル化剤であってもよいし、水に殆ど溶けないシリル化剤であってもよい。
【００１４】
この発明によれば、非水溶性のシリル化剤が基板に供給された後に、水を含むエッチング剤が当該基板に供給される。シリル化剤が非水溶性であるから、基板に付着しているシリル化剤は、基板に供給されたエッチング剤に溶けない。したがって、シリコン酸化膜のエッチングが抑制される状態を維持することができる。これにより、選択比の低下を抑制または防止することができる。
【００１５】
また、前記選択エッチング工程において基板に供給されるエッチング剤は、請求項９記載の発明のように、エッチング成分を有するベーパであってもよい。
請求項１０記載の発明は、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜とが形成された基板を処理する基板処理装置であって、シリル化位置（Ｐ１、Ｐ２）およびエッチング位置（Ｐ２）で、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜とが形成された基板を保持する基板保持手段（１４、３８、４１４、４７８）と、前記基板保持手段に前記シリル化位置で保持された基板にシリル化剤を供給し、前記基板をシリル化するシリル化剤供給手段（２８、２５８、４５８）と、前記基板保持手段に前記エッチング位置で保持された基板に選択エッチング用のエッチング剤を供給することにより、前記シリコン酸化膜のエッチングを抑制しつつ前記シリコン窒化膜を選択的にエッチングするエッチング剤供給手段（３９、４７５）と、前記シリル化剤供給手段を制御することにより、前記基板保持手段に前記シリル化位置で保持された基板にシリル化剤を供給させて、前記基板をシリル化するシリル化工程と、前記エッチング剤供給手段を制御することにより、前記シリル化工程が行われた後に、前記基板保持手段に前記エッチング位置で保持された前記基板に選択エッチング用のエッチング剤を供給させて、前記シリコン酸化膜のエッチングを抑制しつつ前記シリコン窒化膜を選択的にエッチングする選択エッチング工程とを実行する制御手段（４）とを含む、基板処理装置（１、２０１、４０１、５０１、６０１）である。この発明によれば、請求項１の発明に関して述べた効果と同様な効果を奏することができる。
【００１６】
請求項１１記載の発明は、前記シリル化位置およびエッチング位置が、同じ位置（Ｐ２）である、請求項１０記載の基板処理装置（２０１）である。この発明によれば、基板に対するシリル化剤の供給およびエッチング剤の供給が同じ位置で行われる。したがって、基板に対するシリル化剤の供給が行われた後に、エッチング位置まで基板を移動させなくてもよい。これにより、基板の搬送時間を短縮できるから、基板の処理時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の第１実施形態に係る基板処理装置のレイアウトを示す図解的な平面図である。
【図２】この発明の第１実施形態に係るシリル化ユニットの概略構成を示す模式図である。
【図３】この発明の第１実施形態に係るエッチングユニットの概略構成を示す模式図である。
【図４】この発明の第１実施形態に係る基板処理装置によって行われる基板の処理の一例を説明するための図である。
【図５】シリル化されていない基板をエッチングしたときのエッチング時間とエッチング量および選択比との関係を示すグラフである。
【図６】シリル化された基板をエッチングしたときのエッチング時間とエッチング量および選択比との関係を示すグラフである。
【図７】この発明の第２実施形態に係る基板処理装置のレイアウトを示す図解的な平面図である。
【図８】この発明の第２実施形態に係るシリル化・エッチングユニットの概略構成を示す模式図である。
【図９】この発明の第２実施形態に係る遮断板およびこれに関連する構成の底面図である。
【図１０】この発明の第２実施形態に係る基板処理装置によって行われる基板の処理の一例を説明するための図である。
【図１１】この発明の第３実施形態に係る遮断板の断面図である。
【図１２】この発明の第４実施形態に係る基板処理装置のレイアウトを示す図解的な平面図である。
【図１３】この発明の第４実施形態に係るシリル化ユニットの概略構成を示す模式図である。
【図１４】この発明の第４実施形態に係るシリル化ユニットの概略構成を示す模式図である。
【図１５】この発明の第４実施形態に係るエッチングユニットの概略構成を示す模式図である。
【図１６】この発明の第４実施形態に係る基板処理装置によって行われる基板の処理の一例を説明するための図である。
【図１７】シリル化されていない基板をエッチングしたときの基板の温度とエッチング量および選択比との関係を示すグラフである。
【図１８】シリル化された基板をエッチングしたときの基板の温度とエッチング量および選択比との関係を示すグラフである。
【図１９】この発明の第５実施形態に係る基板処理装置のレイアウトを示す図解的な平面図である。
【図２０】この発明の第５実施形態に係る冷却ユニットの概略構成を示す模式図である。
【図２１】この発明の第５実施形態に係る基板処理装置によって行われる基板の処理の一例を説明するための図である。
【図２２】この発明の第６実施形態に係る基板処理装置のレイアウトを示す図解的な平面図である。
【図２３】この発明の第６実施形態に係る紫外線照射ユニットの概略構成を示す模式図である。
【図２４】この発明の第６実施形態に係る紫外線照射ユニットの概略構成を示す模式図である。
【図２５】この発明の第６実施形態に係る基板処理装置によって行われる基板の処理の一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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、この発明の第１実施形態に係る基板処理装置１のレイアウトを示す図解的な平面図である。
基板処理装置１は、薬液やリンス液などの処理液によって半導体ウエハ等の円形の基板Ｗを一枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置である。基板処理装置１は、インデクサブロック２と、インデクサブロック２に結合された処理ブロック３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４とを備えている。
【００１９】
インデクサブロック２は、キャリア保持部５と、インデクサロボットＩＲと、ＩＲ移動機構６とを備えている。キャリア保持部５は、複数枚の基板Ｗを収容できるキャリアＣを保持する。複数のキャリアＣは、水平なキャリア配列方向Ｕに配列された状態で、キャリア保持部５に保持される。ＩＲ移動機構６は、キャリア配列方向ＵにインデクサロボットＩＲを移動させる。インデクサロボットＩＲは、キャリア保持部５に保持されたキャリアＣに基板Ｗを搬入する搬入動作、および基板ＷをキャリアＣから搬出する搬出動作を行う。
【００２０】
一方、処理ブロック３は、基板Ｗを処理する複数（たとえば、４つ以上）の処理ユニット７と、センターロボットＣＲとを備えている。複数の処理ユニット７は、平面視において、センターロボットＣＲを取り囲むように配置されている。複数の処理ユニット７は、基板Ｗをシリル化するシリル化ユニット７ａと、基板Ｗをエッチングするエッチングユニット７ｂとを含む。センターロボットＣＲは、処理ユニット７に基板Ｗを搬入する搬入動作、および基板Ｗを処理ユニット７から搬出する搬出動作を行う。さらに、センターロボットＣＲは、複数の処理ユニット７間で基板Ｗを搬送する。センターロボットＣＲは、インデクサロボットＩＲから基板Ｗを受け取ると共に、インデクサロボットＩＲに基板Ｗを渡す。インデクサロボットＩＲおよびセンターロボットＣＲは、制御装置４によって制御される。
【００２１】
図２は、この発明の第１実施形態に係るシリル化ユニット７ａの概略構成を示す模式図である。以下では、シリル化ユニット７ａの概略構成、およびシリル化ユニット７ａにおいて行われる基板Ｗの処理の一例について説明する。最初に、シリル化ユニット７ａの概略構成について説明する。
シリル化ユニット７ａは、チャンバ８を備えている。チャンバ８は、たとえば、直方体状である。チャンバ８は、水平に対向する２つの側壁９および側壁１０と、上下に対向する上壁１１および底壁１２とを含む。シリル化ユニット７ａは、上壁１１の外面（上面）に沿って配置された冷却装置１３をさらに備えている。チャンバ８は、冷却装置１３によって冷却されている。冷却装置１３は、たとえば、水冷の冷却装置である。
【００２２】
シリル化ユニット７ａは、チャンバ８内に設けられた基板保持台１４（基板保持手段）をさらに備えている。第１実施形態では、基板保持台１４と、後述のスピンチャック３８とによって、基板保持手段が構成されている。チャンバ８内に搬入された一枚の基板Ｗは、基板保持台１４上に載置された状態で、保持位置Ｐ１（シリル化位置）で基板保持台１４に保持される。基板保持台１４は、鉛直方向に延びる回転軸１５の上端に固定されている。回転軸１５には、回転軸１５の中心軸線まわりに回転軸１５を回転させる基板回転機構１６が結合されている。基板回転機構１６は、たとえば、モータを含む機構である。
【００２３】
基板保持台１４の内部には、基板保持台１４に保持された基板Ｗを加熱するためのヒータ１７が埋設されている。さらに、基板保持台１４上には、ヒータ１７による加熱時に基板Ｗの温度を均一化する均熱リング１８が設けられている。均熱リング１８は、基板保持台１４上における基板Ｗの保持位置Ｐ１を取り囲むリング状に形成されている。
基板保持台１４に関連して、基板保持台１４に対して基板Ｗを昇降させる複数本（たとえば、３本）のリフトピン１９が設けられている。複数本のリフトピン１９は、チャンバ８の底壁１２に挿通され、チャンバ８外において、共通の支持部材２０に支持されている。支持部材２０には、シリンダを含むリフトピン昇降機構２１が結合されている。リフトピン昇降機構２１は、複数本のリフトピン１９の先端が基板保持台１４の上方に突出する位置と、複数本のリフトピン１９の先端が基板保持台１４の下方に退避する位置との間で、複数本のリフトピン１９を一体的に昇降させる。
【００２４】
また、チャンバ８の一方の側壁９（図２では、左側の側壁）には、チャンバ８内に対する基板Ｗの搬入／搬出のためのゲート２２が形成されている。側壁９の外側には、ゲート２２を開閉するゲートシャッタ２３が設けられている。ゲートシャッタ２３には、シリンダを含むゲート開閉機構２４が結合されている。ゲート開閉機構２４は、ゲートシャッタ２３が側壁９の外面に密着してゲート２２を密閉する閉鎖位置と、ゲートシャッタ２３が側壁９の側方へ離間しつつ下降してゲート２２を大きく開放する開放位置との間で、ゲートシャッタ２３を移動させる。
【００２５】
また、チャンバ８の他方の側壁１０（図２では、右側の側壁）には、不活性ガスの一例である窒素ガスをチャンバ８内に導入する側方導入管２５が設けられている。側方導入管２５には、側方ガスバルブ２６を介して窒素ガスが供給される。側方導入管２５は、側壁１０を貫通している。側方導入管２５のチャンバ８内に臨む端面は、側壁１０の内面とほぼ面一となっている。側壁１０の内面には、その内面のほぼ全域を覆うサイズの拡散板２７が設けられている。拡散板２７は、チャンバ８内に臨む多数の吐出口(図示せず）を有している。側方導入管２５に供給される窒素ガスは、拡散板２７の多数の吐出口から分散して吐出される。したがって、側方導入管２５に供給される窒素ガスは、チャンバ８内において、側壁１０の内面と平行な面内でほぼ均一な流速となるシャワー状に拡散する。
【００２６】
また、チャンバ８の上壁１１を貫通して、シリル化剤のベーパと窒素ガスとをチャンバ８内に導入するシリル化剤導入管２８（シリル化剤供給手段）が設けられている。シリル化剤導入管２８には、シリル化剤バルブ２９および上方ガスバルブ３０をそれぞれ介してシリル化剤および窒素ガスが供給される。シリル化剤導入管２８のチャンバ８内に臨む端面は、上壁１１の内面（下面）とほぼ面一となっている。上壁１１の内面には、基板Ｗよりも大きな径を有する円板状の拡散板３１が設けられている。この拡散板３１は、チャンバ８内に臨む多数の吐出口（図示せず）を有している。シリル化剤導入管２８に供給されるシリル化剤および窒素ガスは、拡散板３１の多数の吐出口から分散して吐出される。したがって、シリル化剤導入管２８に供給されるシリル化剤および窒素ガスは、チャンバ８内において、上壁１１の内面と平行な面内でほぼ均一な流速となるシャワー状に拡散する。
【００２７】
シリル化剤としては、たとえば、TMSI(N-Trimethylsilyimidazole)、BSTFA(N,O-bis [Trimethylsilyl] trifluoroacetamide)、BSA(N,O-bis [Trimethylsilyl] acetamide)、MSTFA(N-Methyl-N-trimethylsilyl-trifluoacetamide)、TMSDMA(N-Trimethylsilyldimethylamine)、TMSDEA(N-Trimethylsilyldiethylamine)、MTMSA(N,O-bis (trimethylsilyl) trifluoroacetamide)、TMCS(with base)(Trimethylchlorosilane)、HMDS(Hexamethyldisilazane)、疎水基を有するアミン、有機シリコン化合物、TMS（tetramethylsilane）、フッ素化アルキルクロロシラン、アルキルジシラザン、ジメチルシリルジメチルアミン、ジメチルシリルジエチルアミン、ビス（ジメチルアミノ）ジメチルシラン、およびオルガノシラン化合物が挙げられる。シリル化剤導入管２８には、これらのシリル化剤のうちのいずれか一つのベーパが供給される。シリル化剤導入管２８に供給されるシリル化剤のベーパは、シリル化剤の微粒子のみを含むものであってもよいし、シリル化剤の微粒子とキャリアガス（たとえば、不活性ガス）とを含むものであってもよい。
【００２８】
また、チャンバ８の底壁１２には、基板保持台１４の周囲を取り囲む平面視円環状の周囲排気口３２が形成されている。周囲排気口３２には、先端が排気源（図示せず）に接続された排気管３３の基端が接続されている。排気管３３の途中部には、周囲排気バルブ３４が介装されている。周囲排気バルブ３４が開かれると、チャンバ８内の雰囲気が周囲排気口３２から排気され、周囲排気バルブ３４が閉じられると、周囲排気口３２からの排気が停止される。
【００２９】
また、チャンバ８の底壁１２には、周囲排気口３２の外側において、側壁９に沿って延びる平面視略長方形状のゲート側排気口３５が形成されている。ゲート側排気口３５には、先端が排気源（図示せず）に接続された排気管３６の基端が接続されている。排気管３６の途中部には、ゲート側排気バルブ３７が介装されている。ゲート側排気バルブ３７が開かれると、チャンバ８内の雰囲気がゲート側排気口３５から排気され、ゲート側排気バルブ３７が閉じられると、ゲート側排気口３５からの排気が停止される。
【００３０】
次に、シリル化ユニット７ａにおいて行われる基板Ｗの処理の一例について説明する。
センターロボットＣＲは、シリル化ユニット７ａ内に基板Ｗを搬入する。シリル化ユニット７ａ内への基板Ｗの搬入に先立ち、ゲート開閉機構２４が制御装置４によって駆動される。これにより、ゲートシャッタ２３が開放位置に配置され、ゲート２２が開放される。ゲート２２が開放されている間、側方ガスバルブ２６が制御装置４によって開かれて、側方導入管２５からチャンバ８内に窒素ガスが導入される。さらに、ゲート側排気バルブ３７が制御装置４によって開かれて、チャンバ８内の雰囲気がゲート側排気口３５から排気される。これにより、基板保持台１４のゲート２２と反対側、つまり側壁１０側からゲート２２へ向かう窒素ガスの気流がチャンバ８内に形成され、この気流によって、チャンバ８の外部の雰囲気がチャンバ８内に流入することが防止される。ゲート２２が開放されている間、シリル化剤バルブ２９、上方ガスバルブ３０および周囲排気バルブ３４は閉じられている。
【００３１】
また、シリル化ユニット７ａ内への基板Ｗの搬入に先立ち、リフトピン昇降機構２１が制御装置４によって駆動される。これにより、リフトピン１９は、その先端が基板保持台１４の上方に突出する位置に配置される。そして、基板Ｗが、センターロボットＣＲによってチャンバ８内に搬入される。チャンバ８内に搬入された基板Ｗは、センターロボットＣＲによってリフトピン１９上に載置される。その後、センターロボットＣＲが、チャンバ８内から退避する。センターロボットＣＲがチャンバ８内から退避した後は、ゲート開閉機構２４が制御装置４によって駆動される。これにより、ゲートシャッタ２３が閉鎖位置に配置され、ゲート２２がゲートシャッタ２３により密閉される。
【００３２】
ゲート２２が密閉された後は、制御装置４は、側方ガスバルブ２６およびゲート側排気バルブ３７を閉じ、上方ガスバルブ３０および周囲排気バルブ３４を開く。これにより、シリル化剤導入管２８からチャンバ８内に窒素ガスが導入されると共に、チャンバ８内の雰囲気が周囲排気口３２から急速に排気される。その結果、チャンバ８内の雰囲気は、シリル化剤導入管２８から導入される窒素ガスに短時間で置換される。また、チャンバ８内の雰囲気が窒素ガス雰囲気に置換されるのと並行して、リフトピン昇降機構２１が制御装置４によって駆動される。これにより、リフトピン１９は、その先端が基板保持台１４の下方に退避する位置に下降される。このリフトピン１９の下降により、リフトピン１９上の基板Ｗが基板保持台１４上に移載される。これにより、基板Ｗが、保持位置Ｐ１で基板保持台１４に保持される。
【００３３】
基板Ｗが基板保持台１４上に移載された後は、制御装置４は、上方ガスバルブ３０を閉じ、シリル化剤バルブ２９を開く。これにより、シリル化剤導入管２８からチャンバ８内にシリル化剤のベーパが導入され、このシリル化剤のベーパが基板Ｗの上面に供給される。また、シリル化剤の供給と並行して、基板回転機構１６が制御装置４によって駆動されて、基板Ｗが回転される。これにより、シリル化剤が基板Ｗの上面の全域にむらなく供給される。さらに、シリル化剤の供給と並行して、ヒータ１７が制御装置４によって駆動されて、常温（室温と同じ。たとえば、２０℃〜３０℃）よりも高い温度まで基板Ｗが加熱される。基板保持台１４に保持された基板Ｗは、シリル化剤の供給によってシリル化される。
【００３４】
シリル化剤の供給が所定時間にわたって行われると、リフトピン昇降機構２１が制御装置４によって駆動される。これにより、リフトピン１９が上昇され、基板Ｗが基板保持台１４に対して上方に離間する位置（たとえば、センターロボットＣＲとの間で基板Ｗの受け渡しが可能な位置）まで持ち上げられる。そして、制御装置４が、シリル化剤バルブ２９を閉じ、上方ガスバルブ３０を開く。これにより、シリル化剤導入管２８からチャンバ８内に常温の窒素ガスが導入され、この窒素ガスが基板Ｗの上面に供給される。その結果、高温の基板Ｗは、常温の窒素ガスにより冷却される。基板Ｗが窒素ガスによって冷却されている間、周囲排気バルブ３４は開かれたままである。そのため、チャンバ８内の雰囲気は、シリル化剤導入管２８から導入される窒素ガスに急速に置換される。
【００３５】
チャンバ８内の雰囲気が窒素ガス雰囲気に置換された後は、ゲート開閉機構２４が制御装置４によって駆動される。これにより、ゲートシャッタ２３が開放位置に配置され、ゲート２２が開放される。また、ゲート２２が開放されると、制御装置４は、上方ガスバルブ３０および周囲排気バルブ３４を閉じ、側方ガスバルブ２６およびゲート側排気バルブ３７を開く。これにより、側壁１０側からゲート２２へ向かう窒素ガスの気流がチャンバ８内に形成され、この気流によって、チャンバ８の外部の雰囲気がチャンバ８内に流入することが防止される。この状態で、リフトピン１９によって支持された基板Ｗが、センターロボットＣＲによってチャンバ８から搬出される。
【００３６】
図３は、この発明の第１実施形態に係るエッチングユニット７ｂの概略構成を示す模式図である。以下では、エッチングユニット７ｂの概略構成、およびエッチングユニット７ｂにおいて行われる基板Ｗの処理の一例について説明する。最初に、エッチングユニット７ｂの概略構成について説明する。
エッチングユニット７ｂは、基板Ｗを水平に保持して回転させるスピンチャック３８（基板保持手段）と、スピンチャック３８に保持された基板Ｗの上面にエッチング剤としてエッチング液を供給するエッチング剤ノズル３９（エッチング剤供給手段）と、スピンチャック３８に保持された基板Ｗの上面にリンス液を供給するリンス液ノズル４０と、スピンチャック３８、エッチング剤ノズル３９、およびリンス液ノズル４０を収容するチャンバ４１とを備えている。
【００３７】
スピンチャック３８は、基板Ｗを水平に保持して当該基板Ｗの中心を通る鉛直軸線まわりに回転可能な円盤状のスピンベース４２と、このスピンベース４２を鉛直軸線まわりに回転させるスピンモータ４３とを含む。スピンチャック３８は、基板Ｗを水平方向に挟んで当該基板Ｗを水平に保持する挟持式のチャックであってもよいし、非デバイス形成面である基板Ｗの裏面（下面）を吸着することにより当該基板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。第１実施形態では、スピンチャック３８は、挟持式のチャックである。スピンチャック３８は、保持位置Ｐ２で基板Ｗを水平に保持する。第１実施形態では、保持位置Ｐ２は、エッチング位置である。
【００３８】
エッチング剤ノズル３９は、エッチング剤バルブ４４が介装されたエッチング剤供給管４５に接続されている。エッチング剤ノズル３９へのエッチング液の供給は、エッチング剤バルブ４４の開閉により制御される。エッチング剤ノズル３９に供給されたエッチング液は、スピンチャック３８に保持された基板Ｗの上面中央部に向けて吐出される。エッチング剤ノズル３９に供給されるエッチング液としては、常温から７０℃のフッ酸とエチレングリコールとを含む混合液、高温（たとえば、１２０℃〜１９０℃）のリン酸水溶液、および常温または高温（常温よりも高い温度）のフッ酸が挙げられる。
【００３９】
リンス液ノズル４０は、リンス液バルブ４６が介装されたリンス液供給管４７に接続されている。リンス液ノズル４０へのリンス液の供給は、リンス液バルブ４６の開閉により制御される。リンス液ノズル４０に供給されたリンス液は、スピンチャック３８に保持された基板Ｗの上面中央部に向けて吐出される。リンス液ノズル４０に供給されるリンス液としては、純水（脱イオン水）、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水や、希釈濃度（たとえば、１０〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水などを例示することができる。
【００４０】
チャンバ４１は、チャンバ４１内に対する基板Ｗの搬入／搬出のための開口４８が形成された隔壁４９と、この開口４８を覆うゲートシャッタ５０とを含む。ゲートシャッタ５０は、隔壁４９の外に配置されている。ゲートシャッタ５０には、シリンダを含むゲート開閉機構５１が結合されている。ゲート開閉機構５１は、ゲートシャッタ５０が隔壁４９の外面に密着して開口４８を密閉する閉鎖位置と、ゲートシャッタ５０が隔壁４９の側方へ離間しつつ下降して開口４８を大きく開放する開放位置との間で、ゲートシャッタ５０を移動させる。
【００４１】
次に、エッチングユニット７ｂにおいて行われる基板Ｗの処理の一例について説明する。
センターロボットＣＲは、エッチングユニット７ｂ内に基板Ｗを搬入する。エッチングユニット７ｂ内への基板Ｗの搬入に先立ち、ゲート開閉機構５１が制御装置４によって駆動される。これにより、ゲートシャッタ５０が開放位置に配置され、チャンバ４１の開口４８が開放される。その後、センターロボットＣＲが、チャンバ４１内に基板Ｗを搬入し、この基板Ｗをスピンチャック３８上に載置する。制御装置４は、センターロボットＣＲによってスピンチャック３８上に基板Ｗを載置させた後、チャンバ４１内からセンターロボットＣＲを退避させる。その後、ゲート開閉機構５１が制御装置４によって駆動され、ゲートシャッタ５０が閉鎖位置に配置される。これにより、チャンバ４１の開口４８がゲートシャッタ５０により密閉される。チャンバ４１の開口４８が密閉された後、制御装置４は、スピンモータ４３を制御することにより、スピンチャック３８に保持された基板Ｗを回転させる。
【００４２】
次に、エッチング液を基板Ｗに供給して、基板Ｗをエッチングするエッチング処理が行われる。具体的には、制御装置４は、スピンチャック３８によって基板Ｗを回転させながら、エッチング剤バルブ４４を開いて、エッチング剤ノズル３９からスピンチャック３８に保持された基板Ｗの上面中央部に向けてエッチング液を吐出させる。エッチング剤ノズル３９から吐出されたエッチング液は、基板Ｗの上面中央部に供給され、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの上面に沿って外方に広がる。これにより、基板Ｗの上面全域にエッチング液が供給され、基板Ｗの上面全域がエッチングされる。そして、エッチング剤バルブ４４が開かれてから所定時間が経過すると、制御装置４は、エッチング剤バルブ４４を閉じてエッチング剤ノズル３９からのエッチング液の吐出を停止させる。
【００４３】
次に、リンス液を基板Ｗに供給して、基板Ｗに付着しているエッチング液を洗い流すリンス処理が行われる。具体的には、制御装置４は、スピンチャック３８によって基板Ｗを回転させながら、リンス液バルブ４６を開いて、リンス液ノズル４０からスピンチャック３８に保持された基板Ｗの上面中央部に向けてリンス液を吐出させる。リンス液ノズル４０から吐出されたリンス液は、基板Ｗの上面中央部に供給され、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの上面に沿って外方に広がる。これにより、基板Ｗの上面全域にリンス液が供給され、基板Ｗに付着しているエッチング液が洗い流される。そして、リンス液バルブ４６が開かれてから所定時間が経過すると、制御装置４は、リンス液バルブ４６を閉じてリンス液ノズル４０からのリンス液の吐出を停止させる。
【００４４】
次に、基板Ｗを乾燥させる乾燥処理（スピンドライ）が行われる。具体的には、制御装置４は、スピンモータ４３を制御して、基板Ｗを高回転速度（たとえば数千ｒｐｍ）で回転させる。これにより、基板Ｗに付着しているリンス液に大きな遠心力が作用し、当該リンス液が基板Ｗの周囲に振り切られる。このようにして、基板Ｗからリンス液が除去され、基板Ｗが乾燥する。乾燥処理が所定時間にわたって行われた後は、制御装置４は、スピンモータ４３を制御して、スピンチャック３８による基板Ｗの回転を停止させる。その後、ゲート開閉機構５１が制御装置４によって駆動され、ゲートシャッタ５０が開放位置に配置される。これにより、チャンバ４１の開口４８が開放される。その後、スピンチャック３８に保持された基板ＷがセンターロボットＣＲによってチャンバ４１内から搬出される。
【００４５】
図４は、この発明の第１実施形態に係る基板処理装置１によって行われる基板Ｗの処理の一例を説明するための図である。以下では、ＳｉＯ２膜（シリコン酸化膜）と、ＳｉＮ膜（シリコン窒化膜）とが形成された基板Ｗの表面にエッチング剤を供給して、ＳｉＮ膜を選択的に除去する選択エッチングの一例について説明する。基板Ｗの表面に形成された酸化膜は、ＴＥＯＳ（Tetra Ethyl Ortho Silicate）を用いて形成された膜（ＴＥＯＳ膜）であってもよい。以下では、図１および図４を参照する。
【００４６】
キャリア保持部５に保持されたキャリアＣ内に収容された未処理の基板Ｗは、インデクサロボットＩＲによって搬出される。そして、キャリアＣ内から搬出された基板Ｗは、インデクサロボットＩＲからセンターロボットＣＲに渡される。センターロボットＣＲは、インデクサロボットＩＲから受け取った未処理の基板Ｗをシリル化ユニット７ａ内に搬入する。
【００４７】
図４（ａ）に示すように、シリル化ユニット７ａでは、前述のようにしてシリル化剤のベーパが基板Ｗに供給され、基板Ｗがシリル化される（シリル化処理。シリル化工程）。具体的には、シリル化剤の一例であるＨＭＤＳのベーパが、基板保持台１４に保持位置Ｐ１で保持された基板Ｗの表面に供給され、基板Ｗの表面がシリル化される。そして、基板Ｗの表面がシリル化された後は、シリル化ユニット７ａ内に配置された基板Ｗが、センターロボットＣＲによってシリル化ユニット７ａ内から搬出される。シリル化ユニット７ａ内から搬出された基板Ｗは、センターロボットＣＲによって、エッチングユニット７ｂ内に搬入される。
【００４８】
図４（ｂ）に示すように、エッチングユニット７ｂでは、前述のようにしてエッチング剤が基板Ｗに供給され、基板Ｗがエッチングされる（エッチング処理。選択エッチング工程）。具体的には、エッチング剤の一例であるフッ酸とエチレングリコールとを含む混合液が、スピンチャック３８に保持位置Ｐ２で保持された基板Ｗの表面に供給される。これにより、基板Ｗの表面に形成されたＳｉＮ膜が選択的に除去される。その後、図４（ｃ）に示すように、リンス液の一例である純水が、スピンチャック３８に保持位置Ｐ２で保持された基板Ｗの表面に供給され、基板Ｗの表面に付着しているエッチング剤が洗い流される（リンス処理。リンス工程）。そして、図４（ｄ）に示すように、基板Ｗの高速回転によって基板Ｗに付着しているリンス液が基板Ｗから除去される。これにより、スピンチャック３８に保持位置Ｐ２で保持された基板Ｗが乾燥する（乾燥処理。乾燥工程）。
【００４９】
エッチングユニット７ｂにおいて乾燥処理が行われた後は、センターロボットＣＲによってエッチングユニット７ｂ内から基板Ｗが搬出される。そして、エッチングユニット７ｂ内から搬出された基板Ｗは、センターロボットＣＲからインデクサロボットＩＲに渡される。インデクサロボットＩＲは、センターロボットＣＲから受け取った処理済みの基板Ｗをキャリア保持部５に保持されたキャリアＣに搬入する。これにより、基板処理装置１での一連の処理が終了する。制御装置４は、このような動作を繰り返し実行させ、複数枚の基板Ｗを一枚ずつ処理させる。
【００５０】
図５は、シリル化されていない基板Ｗをエッチングしたときのエッチング時間とエッチング量および選択比との関係を示すグラフである。図６は、シリル化された基板Ｗをエッチングしたときのエッチング時間とエッチング量および選択比との関係を示すグラフである。図５は、比較例のグラフであり、図６は、本発明の実施例のグラフである。
図５および図６では、ＳｉＯ２膜とＳｉＮ膜とが形成された基板Ｗの表面に、フッ酸とエチレングリコールとを含む水溶液を供給して、基板Ｗをエッチングしたときのエッチング量および選択比が示されている。基板Ｗのエッチングに用いられたフッ酸とエチレングリコールとを含む水溶液は、５０％のフッ酸（フッ化水素の水溶液）と１００％のエチレングリコールとが、４：９６（フッ酸が４で、エチレングリコールが９６）の割合で混合され、６０℃に温度調整されたものである。
【００５１】
図６に示すエッチング量および選択比は、エッチング液を基板Ｗに供給する前に、ＨＭＤＳを基板Ｗに供給したときの値である。すなわち、図５に示すエッチング量および選択比は、シリル化されていない基板Ｗをエッチングしたときの値であり、図６に示すエッチング量および選択比は、シリル化された基板Ｗをエッチングしたときの値である。
図５に示すように、シリル化されていない基板Ｗをエッチングした場合、ＳｉＯ２膜およびＳｉＮ膜のエッチング量は、処理時間の増加に伴って増加しており、その変化の割合は、ほぼ同じである。したがって、シリル化されていない基板Ｗをエッチングした場合、選択比（窒化膜の除去量／酸化膜の除去量）は、処理時間に拘わらずほぼ一定である。
【００５２】
一方、図６に示すように、シリル化された基板Ｗをエッチングした場合、ＳｉＮ膜のエッチング量は、処理時間の増加に伴って増加しているが、ＳｉＯ２膜のエッチング量は、処理時間に拘わらずほぼ一定である。したがって、シリル化された基板Ｗをエッチングした場合、選択比は、処理時間の増加に伴って増加している。
シリル化されていない基板ＷをエッチングしたときのＳｉＮ膜のエッチング量と、シリル化された基板ＷをエッチングしたときのＳｉＮ膜のエッチング量とを比較すると、処理時間が同じであれば両者は殆ど変わらない。一方、シリル化されていない基板ＷをエッチングしたときのＳｉＯ２膜のエッチング量と、シリル化された基板ＷをエッチングしたときのＳｉＯ２膜のエッチング量とを比較すると、基板Ｗがシリル化されている場合の方が少ない。すなわち、酸化膜は、水酸基（ＯＨ基）を有しているので、シリル化剤と反応するが、窒化膜は、水酸基を有していないので、シリル化剤と反応しない。そのため、シリル化剤を基板Ｗに供給した後にエッチング液を基板Ｗに供給すると、酸化膜のエッチングがシリル化剤の供給によって抑制される。したがって、シリル化剤を基板Ｗに供給した後にエッチング液を基板Ｗに供給することにより、選択比を向上させることができる。
【００５３】
以上のように第１実施形態では、シリル化剤を基板Ｗに供給した後に、エッチング剤としてエッチング液を基板Ｗに供給する。したがって、シリル化された基板Ｗがエッチングされる。前述のように、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜とが形成された基板Ｗをシリル化することにより、シリコン酸化膜がエッチングされることを抑制することができる。したがって、シリル化された基板Ｗをエッチングすることにより、選択比を向上させることができる。
【００５４】
また第１実施形態では、基板Ｗに供給されるシリル化剤が、シリル化剤の一例である非水溶性のシリル化剤を含むので、非水溶性のシリル化剤が、基板Ｗに供給される。さらに、フッ酸とエチレングリコールとを含む水溶液などの水を含むエッチング液が、基板Ｗに供給される。したがって、第１実施形態では、非水溶性のシリル化剤が基板Ｗに供給された後に、水を含むエッチング剤が当該基板Ｗに供給される。この場合、シリル化剤が非水溶性であるから、基板Ｗに付着しているシリル化剤は、基板Ｗに供給されたエッチング液に溶けない。したがって、シリコン酸化膜のエッチングが抑制される状態を維持することができる。これにより、選択比の低下を抑制または防止することができる。
【００５５】
［第２実施形態］
次に、この発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態と前述の第１実施形態との主要な相違点は、処理ユニットの構成が異なることである。すなわち、第１実施形態では、複数の処理ユニットが、基板Ｗをシリル化するシリル化ユニットと、基板Ｗをエッチングするエッチングユニットとを含む場合について説明したが、第２実施形態では、複数の処理ユニットが、基板Ｗをシリル化すると共に基板Ｗをエッチングするシリル化・エッチングユニットを含む。以下の図７〜図１０において、前述の図１〜図６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。
【００５６】
図７は、この発明の第２実施形態に係る基板処理装置２０１のレイアウトを示す図解的な平面図である。
第２実施形態に係る基板処理装置２０１は、複数の処理ユニットを除き、第１実施形態に係る基板処理装置１と同様の構成を備えている。すなわち、基板処理装置２０１は、第１実施形態に係る複数の処理ユニット７に代えて、複数の処理ユニット２０７を含む。複数の処理ユニット２０７は、平面視において、センターロボットＣＲを取り囲むように配置されている。複数の処理ユニット２０７は、基板Ｗをシリル化すると共に基板Ｗをエッチングするシリル化・エッチングユニット２０７ａを含む。第２実施形態では、全ての処理ユニット２０７が、シリル化・エッチングユニット２０７ａである。
【００５７】
図８は、この発明の第２実施形態に係るシリル化・エッチングユニット２０７ａの概略構成を示す模式図である。図９は、この発明の第２実施形態に係る遮断板２５２およびこれに関連する構成の底面図である。以下では、図８を参照する。図９については適宜参照する。
シリル化・エッチングユニット２０７ａは、スピンチャック３８（基板保持手段）と、エッチング剤ノズル３９と、リンス液ノズル４０と、チャンバ４１とを備えている。第２実施形態では、スピンチャック３８によって、基板保持手段が構成されている。シリル化・エッチングユニット２０７ａは、チャンバ４１内においてスピンチャック３８の上方に配置された遮断板２５２と、チャンバ４１の上部からチャンバ４１内にクリーンエアを供給するファン・フィルタ・ユニット２５３（ＦＦＵ２５３）と、チャンバ４１の下部からチャンバ４１内の雰囲気を排出する排気機構（図示せず）とをさらに備えている。ＦＦＵ２５３および排気機構は、常時駆動されており、チャンバ４１の上部からチャンバ４１の下部に向かって流れる気流をチャンバ４１内に形成している。
【００５８】
遮断板２５２は、水平に配置された円板部２５４と、円板部２５４の外周縁に沿って設けられた筒状部２５５と、円板部２５４に接続されたヒータ２５６とを含む。筒状部２５５は、円板部２５４の外周縁から下方に向かって鉛直に延びている。筒状部２５５は、円筒状である。円板部２５４と筒状部２５５とは、同軸である。円板部２５４は、基板Ｗの直径よりも大きい直径を有している。筒状部２５５は、スピンベース４２よりも大きい内径を有している。円板部２５４は、水平な姿勢で支軸２５７の下端部に連結されている。遮断板２５２の中心軸線は、スピンチャック３８の回転軸線上に配置されている。遮断板２５２は、円板部２５４の下面が水平になるように配置されている。基板Ｗがスピンチャック３８に保持されている状態では、円板部２５４の下面が基板Ｗの上面に対向する。
【００５９】
円板部２５４は、円板部２５４の中央部を鉛直方向に貫通する貫通孔を有している。この貫通孔は、円板部２５４の下面中央部で開口している。支軸２５７は中空軸であり、支軸２５７の内部空間は貫通孔に連通している。支軸２５７には、シリル化剤導入管２５８（シリル化剤供給手段）が非接触状態で挿通されており、シリル化剤導入管２５８の下端は貫通孔内に達している。図９に示すように、シリル化剤導入管２５８の下端には、シリル化剤を吐出するシリル化剤吐出口２５９と、窒素ガスを吐出する中心ガス吐出口２６０とが形成されている。また、支軸２５７とシリル化剤導入管２５８との間には、シリル化剤導入管２５８を取り囲む筒状のガス供給路２６１が形成されている。ガス供給路２６１の下端は、円板部２５４の下面で開口している。図９に示すように、ガス供給路２６１の下端は、窒素ガスを吐出する環状ガス吐出口２６２を形成している。
【００６０】
シリル化剤導入管２５８には、シリル化剤供給管２６３および第１ガス供給管２６４が接続されている。シリル化剤導入管２５８には、シリル化剤供給管２６３および第１ガス供給管２６４をそれぞれ介してシリル化剤および窒素ガスが供給される。シリル化剤導入管２５８に供給されるシリル化剤は、シリル化剤のベーパであってもよいし、シリル化剤の液体であってもよい。シリル化剤供給管２６３には、シリル化剤導入管２５８へのシリル化剤の供給および供給停止を制御するシリル化剤バルブ２６５が介装されており、第１ガス供給管２６４には、シリル化剤導入管２５８への窒素ガスの供給および供給停止を制御する第１ガスバルブ２６６が介装されている。
【００６１】
また、支軸２５７の上端部には、第２ガスバルブ２６７が介装された第２ガス供給管２６８が接続されている。ガス供給路２６１には、この第２ガス供給管２６８を介して窒素ガスが供給される。ガス供給路２６１に供給された窒素ガスは、環状ガス吐出口２６２から下方に吐出される。
支軸２５７は、遮断板昇降機構２６９に結合されている。遮断板昇降機構２６９は、円板部２５４の下面がスピンチャック３８に保持された基板Ｗの上面に近接する近接位置（図１０（ａ）に示す位置）と、円板部２５４の下面がスピンチャック３８の上方に大きく退避した退避位置（図８に示す位置）との間で、支軸２５７および遮断板２５２を一体的に昇降させる。遮断板２５２が近接位置に位置する状態では、円板部２５４の下面が基板Ｗの上面に近接すると共に、遮断板２５２の筒状部２５５が、基板Ｗの周囲を取り囲む。
【００６２】
図１０は、この発明の第２実施形態に係る基板処理装置２０１によって行われる基板Ｗの処理の一例を説明するための図である。以下では、ＳｉＯ２膜（シリコン酸化膜）と、ＳｉＮ膜（シリコン窒化膜）とが形成された基板Ｗの表面にエッチング剤としてエッチング液を供給して、ＳｉＮ膜を選択的に除去する選択エッチングの一例について説明する。また、以下では、図７、図８、および図１０を参照する。
【００６３】
キャリア保持部５に保持されたキャリアＣ内に収容された未処理の基板Ｗは、インデクサロボットＩＲによって搬出される。そして、キャリアＣ内から搬出された基板Ｗは、インデクサロボットＩＲからセンターロボットＣＲに渡される。センターロボットＣＲは、インデクサロボットＩＲから受け取った未処理の基板Ｗをシリル化・エッチングユニット２０７ａ内に搬入する。
【００６４】
具体的には、シリル化・エッチングユニット２０７ａ内への基板Ｗの搬入に先立ち、ゲート開閉機構５１が制御装置４によって駆動される。これにより、ゲートシャッタ５０が開放位置に配置され、チャンバ４１の開口４８が開放される。その後、センターロボットＣＲが、チャンバ４１内に基板Ｗを搬入し、この基板Ｗをスピンチャック３８上に載置する。基板Ｗがスピンチャック３８上に載置されるとき、遮断板２５２は、スピンチャック３８の上方に大きく退避した退避位置に配置されている。
【００６５】
制御装置４は、センターロボットＣＲによってスピンチャック３８上に基板Ｗを載置させた後、チャンバ４１内からセンターロボットＣＲを退避させる。その後、ゲート開閉機構５１が制御装置４によって駆動され、ゲートシャッタ５０が閉鎖位置に配置される。これにより、チャンバ４１の開口４８がゲートシャッタ５０により密閉される。チャンバ４１の開口４８が密閉された後は、制御装置４は、スピンモータ４３を制御することにより、スピンチャック３８に保持された基板Ｗを回転させる。
【００６６】
次に、図１０（ａ）に示すように、シリル化剤を基板Ｗに供給して、基板Ｗをシリル化するシリル処理（シリル化工程）が行われる。具体的には、制御装置４は、遮断板昇降機構２６９を制御することにより、遮断板２５２を退避位置から近接位置に移動させる。これにより、遮断板２５２の円板部２５４の下面が基板Ｗの上面に近接すると共に、遮断板２５２の筒状部２５５が、基板Ｗの周囲を取り囲む。制御装置４は、遮断板２５２が近接位置に位置する状態で、第１ガスバルブ２６６および第２ガスバルブ２６７を開いて、中心ガス吐出口２６０および環状ガス吐出口２６２から窒素ガスを吐出させる。これにより、円板部２５４とスピンベース４２との間の雰囲気（水分を含む雰囲気）が、窒素ガス雰囲気に置換される。
【００６７】
続いて、制御装置４は、遮断板２５２が近接位置に位置する状態で、シリル化剤バルブ２６５を開いて、シリル化剤の一例であるＨＭＤＳの液体をシリル化剤吐出口２５９から吐出させる。シリル化剤吐出口２５９から吐出されたＨＭＤＳは、基板Ｗの上面中央部に供給され、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの上面に沿って外方に広がる。これにより、基板Ｗの上面全域にＨＭＤＳが供給され、基板Ｗの上面全域がシリル化される。そして、シリル化剤バルブ２６５が開かれてから所定時間が経過すると、制御装置４は、シリル化剤バルブ２６５を閉じてシリル化剤吐出口２５９からのＨＭＤＳの吐出を停止させる。ＨＭＤＳが基板Ｗに供給されている間、ヒータ２５６が制御装置４によって駆動されて、基板Ｗが加熱されてもよい。
【００６８】
ＨＭＤＳの吐出が停止された後は、制御装置４は、遮断板２５２が近接位置に位置する状態で、再び、第１ガスバルブ２６６および第２ガスバルブ２６７を開いて、中心ガス吐出口２６０および環状ガス吐出口２６２から窒素ガスを吐出させる。これにより、円板部２５４とスピンベース４２との間の雰囲気が、窒素ガス雰囲気に置換される。また、窒素ガスの供給によって円板部２５４とスピンベース４２との間から排出された雰囲気は、排気機構（図示せず）によってチャンバ４１内から排出される。
【００６９】
このように、ＨＭＤＳが基板Ｗに供給される前に、水分を含む雰囲気が基板Ｗの近傍から除去される。これにより、ＨＭＤＳが水と反応してアンモニアガスが発生することを抑制または防止することができる。また、ＨＭＤＳが基板Ｗに供給された後に、遮断板２５２とスピンベース４２との間の雰囲気がチャンバ４１内から除去される。したがって、ＨＭＤＳと基板Ｗとの反応によって生成されたアンモニアガスがチャンバ４１内から除去される。
【００７０】
次に、図１０（ｂ）に示すように、エッチング剤の一例である、フッ酸とエチレングリコールとを含む混合液を基板Ｗに供給して、基板Ｗをエッチングするエッチング処理（選択エッチング工程）が行われる。具体的には、制御装置４は、スピンチャック３８によって基板Ｗを回転させながら、エッチング剤バルブ４４を開いて、エッチング剤ノズル３９からスピンチャック３８に保持された基板Ｗの上面中央部に向けてフッ酸とエチレングリコールとを含む混合液を吐出させる。エッチング剤ノズル３９から吐出されたフッ酸とエチレングリコールとを含む混合液は、基板Ｗの上面中央部に供給され、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの上面に沿って外方に広がる。これにより、基板Ｗの上面全域にフッ酸とエチレングリコールとを含む混合液が供給され、基板Ｗの上面全域がエッチングされる。そして、エッチング剤バルブ４４が開かれてから所定時間が経過すると、制御装置４は、エッチング剤バルブ４４を閉じてエッチング剤ノズル３９からのフッ酸とエチレングリコールとを含む混合液の吐出を停止させる。
【００７１】
次に、図１０（ｃ）に示すように、リンス液の一例である純水を基板Ｗに供給して、基板Ｗに付着しているフッ酸とエチレングリコールとを含む混合液を洗い流すリンス処理（リンス工程）が行われる。具体的には、制御装置４は、スピンチャック３８によって基板Ｗを回転させながら、リンス液バルブ４６を開いて、リンス液ノズル４０からスピンチャック３８に保持された基板Ｗの上面中央部に向けて純水を吐出させる。リンス液ノズル４０から吐出された純水は、基板Ｗの上面中央部に供給され、基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板Ｗの上面に沿って外方に広がる。これにより、基板Ｗの上面全域に純水が供給され、基板Ｗに付着しているフッ酸とエチレングリコールとを含む混合液が洗い流される。そして、リンス液バルブ４６が開かれてから所定時間が経過すると、制御装置４は、リンス液バルブ４６を閉じてリンス液ノズル４０からの純水の吐出を停止させる。
【００７２】
次に、図１０（ｄ）に示すように、基板Ｗを乾燥させる乾燥処理（スピンドライ。乾燥工程）が行われる。具体的には、制御装置４は、スピンモータ４３を制御して、基板Ｗを高回転速度（たとえば数千ｒｐｍ）で回転させる。これにより、基板Ｗに付着している純水に大きな遠心力が作用し、当該純水が基板Ｗの周囲に振り切られる。このようにして、基板Ｗから純水が除去され、基板Ｗが乾燥する。乾燥処理が所定時間にわたって行われた後は、制御装置４は、スピンモータ４３を制御して、スピンチャック３８による基板Ｗの回転を停止させる。その後、ゲート開閉機構５１が制御装置４によって駆動され、ゲートシャッタ５０が開放位置に配置される。これにより、チャンバ４１の開口４８が開放される。
【００７３】
チャンバ４１の開口４８が開放された後は、スピンチャック３８に保持された基板ＷがセンターロボットＣＲによってシリル化・エッチングユニット２０７ａ内から搬出される。そして、シリル化・エッチングユニット２０７ａ内から搬出された基板Ｗは、センターロボットＣＲからインデクサロボットＩＲに渡される。インデクサロボットＩＲは、センターロボットＣＲから受け取った処理済みの基板Ｗをキャリア保持部５に保持されたキャリアＣに搬入する。これにより、基板処理装置２０１での一連の処理が終了する。制御装置４は、このような動作を繰り返し実行させ、複数枚の基板Ｗを一枚ずつ処理させる。
【００７４】
以上のように第２実施形態では、シリル化剤およびエッチング剤が、スピンチャック３８に保持された基板Ｗに供給される。すなわち、第２実施形態では、シリル化位置とエッチング位置とが同じ位置であり、基板Ｗに対するシリル化剤の供給およびエッチング剤の供給が同じ位置で行われる。したがって、基板Ｗに対するシリル化剤の供給が行われた後に、エッチング位置まで基板Ｗを移動させなくてもよい。これにより、基板Ｗの搬送時間を短縮できる。したがって、基板Ｗの処理時間を短縮できる。
【００７５】
［第３実施形態］
なお、第２実施形態では、遮断板２５２の筒状部２５５が、円筒状である場合について説明したが、筒状部２５５は、円錐台状であってもよい。具体的には、図１１に示す第３実施形態に係る遮断板３５２のように、筒状部３５５は、円板部２５４の外周縁に沿って設けられており、円板部２５４の外周縁から外方に広がるように下方に延びていてもよい。さらに、筒状部３５５は、筒状部３５５の下端に近づくに従って肉厚が減少していてもよい。
【００７６】
［第４実施形態］
次に、この発明の第４実施形態について説明する。この第４実施形態と前述の第１実施形態との主要な相違点は、エッチング剤のベーパによって基板Ｗがエッチングされることである。以下の図１２〜図１８において、前述の図１〜図１１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。
【００７７】
図１２は、この発明の第４実施形態に係る基板処理装置４０１のレイアウトを示す図解的な平面図である。
基板処理装置４０１は、基板Ｗを処理する複数の処理ユニット４０７を含む。複数の処理ユニット４０７は、平面視において、センターロボットＣＲを取り囲むように配置されている。センターロボットＣＲは、インデクサロボットＩＲと処理ユニット４０７との間で基板Ｗを搬送すると共に、複数の処理ユニット４０７間で基板Ｗを搬送する。複数の処理ユニット４０７は、基板Ｗをシリル化するシリル化ユニット４０７ａと、基板Ｗをエッチングするエッチングユニット４０７ｂと、リンス液を基板Ｗに供給すると共に当該基板Ｗを乾燥させる洗浄ユニット４０７ｃとを含む。
【００７８】
図示はしないが、洗浄ユニット４０７ｃは、スピンチャック３８と、リンス液ノズル４０（リンス液供給手段）と、チャンバ４１とを備えている（図３参照）。洗浄ユニット４０７ｃでは、リンス液ノズル４０から吐出された純水が、スピンチャック３８に保持されている基板Ｗの上面全域に供給されることにより、基板Ｗに付着している液体や異物が洗い流される（リンス処理。リンス工程）。その後、スピンチャック３８が基板Ｗを高回転速度で回転させることにより、基板Ｗから純水が除去される。これにより、基板Ｗが乾燥する（乾燥処理。乾燥工程）。
【００７９】
図１３および図１４は、この発明の第４実施形態に係るシリル化ユニット４０７ａの概略構成を示す模式図である。以下では、シリル化ユニット４０７ａの概略構成、およびシリル化ユニット４０７ａにおいて行われる基板Ｗの処理の一例について説明する。最初に、シリル化ユニット４０７ａの概略構成について説明する。
シリル化ユニット４０７ａは、基板Ｗを保持する基板保持台４１４と、基板保持台４１４に保持されている基板Ｗを加熱するヒータ４１７と、基板保持台４１４を支持する支持部材４１２とを含む。基板保持台４１４は、たとえば、基板Ｗよりも大きい直径を有する円板状のプレートである。ヒータ４１７は、基板保持台４１４に埋設されている。基板Ｗは、基板Ｗの中心と基板保持台４１４の中心とが共通の鉛直軸線上に位置するように基板保持台４１４上に水平に載置される。これにより、基板Ｗが基板保持台４１４によって保持位置Ｐ１で水平に保持される。第４実施形態では、基板保持台４１４と、後述のホットプレート４７８とによって、基板保持手段が構成されている。基板保持台４１４は、支持部材４１２の上方に配置されている。支持部材４１２は、たとえば、基板保持台４１４よりも大きい直径を有する円板状のプレートである。支持部材４１２の外周部は、基板保持台４１４よりも外方に張り出している。
【００８０】
また、シリル化ユニット４０７ａは、基板保持台４１４の上方で基板Ｗを支持する複数のリフトピン４１９と、複数のリフトピン４１９を一体的に昇降させるリフトピン昇降機構４２１とをさらに含む。各リフトピン４１９は、鉛直方向に延びている。各リフトピン４１９の上端は、同じ高さに配置されている。基板保持台４１４および支持部材４１２には、基板保持台４１４および支持部材４１２を鉛直方向に貫通する複数の貫通孔が形成されている。リフトピン昇降機構４２１が、複数のリフトピン４１９を退避位置（図１３に示す位置）から突出位置（図１４に示す位置）に上昇させると、複数のリフトピン４１９がそれぞれ複数の貫通孔に挿入され、各リフトピン４１９の上端が基板保持台４１４の上面から突出する。一方、リフトピン昇降機構４２１が複数のリフトピン４１９を突出位置から退避位置に下降させると、各リフトピン４１９の上端が基板保持台４１４の上面よりも下方に移動する。
【００８１】
複数のリフトピン４１９は、基板Ｗの下面を支持することにより、当該基板Ｗを水平に保持する。複数のリフトピン４１９が突出位置で基板Ｗを保持している状態で、リフトピン昇降機構４２１が、複数のリフトピン４１９を退避位置まで下降させると、複数のリフトピン４１９に保持されている基板Ｗが、基板保持台４１４に載置される。これにより、保持位置Ｐ１に基板Ｗが搬送され、基板保持台４１４によって保持位置Ｐ１で基板Ｗが水平に保持される。その一方で、基板保持台４１４に基板Ｗが保持されている状態で、リフトピン昇降機構４２１が複数のリフトピン４１９を退避位置から突出位置まで上昇させると、基板保持台４１４に保持されている基板Ｗが、複数のリフトピン４１９によって支持され、保持位置Ｐ１よりも上方に搬送される。このようにして、基板保持台４１４と複数のリフトピン４１９との間で基板Ｗの受け渡しが行われる。
【００８２】
また、シリル化ユニット４０７ａは、支持部材４１２の上方に配置されている遮断板４５２をさらに含む。遮断板４５２は、水平に配置された円板部４５４と、円板部４５４の外周縁に沿って設けられた筒状部４５５とを含む。筒状部４５５は、円板部４５４の外周縁から下方に向かって鉛直に延びている。筒状部４５５は、円筒状である。円板部４５４と筒状部４５５とは、同軸である。円板部４５４は、基板保持台４１４よりも大きい直径を有している。筒状部４５５は、基板保持台４１４の直径よりも大きい内径を有している。筒状部４５５の内径は、支持部材４１２の外径よりも小さい。遮断板４５２は、円板部４５４の下面が水平になるように配置されている。基板Ｗが基板保持台４１４に保持されている状態では、円板部４５４の下面が基板Ｗの上面に対向する。遮断板４５２は、円板部４５４の中心と基板保持台４１４の中心とが共通の鉛直軸線上に位置するように配置されている。
【００８３】
筒状部４５５の下端は、支持部材４１２の上面周縁部に対向している。筒状部４５５の下端と支持部材４１２の上面周縁部との間には、基板保持台４１４よりも大きい内径を有する環状のシール部材４７０（たとえば、Ｏリング）が配置されている。第４実施形態では、シール部材４７０は、支持部材４１２の上面周縁部に保持されている。シール部材４７０は、支持部材４１２に限らず、筒状部４５５の下端に保持されていてもよい。シール部材４７０は、支持部材４１２の上面周縁部に沿って支持部材４１２の周方向に延びている。遮断板４５２は、遮断板昇降機構２６９に結合されている。遮断板昇降機構２６９は、密閉位置（図１３に示す位置）と、密閉位置の上方に設けられた開放位置（図１４に示す位置）との間で遮断板４５２を昇降させる。遮断板昇降機構２６９が、遮断板４５２を退避位置から密閉位置に下降させると、筒状部４５５の下端と支持部材４１２の上面との間の隙間がシール部材４７０によって密閉される。これにより、保持位置Ｐ１を含む収容空間４７１（図１３参照）が密閉される。その一方で、遮断板昇降機構２６９が、遮断板４５２を密閉位置から退避位置に上昇させると、筒状部４５５がシール部材４７０から離れ、収容空間４７１が開放される。
【００８４】
円板部４５４の下面中央部には、吐出口４７２が形成されている。シリル化剤導入管４５８（シリル化剤供給手段）は、吐出口４７２に接続されている。シリル化剤導入管４５８には、シリル化剤供給管４６３を介してシリル化剤のベーパが供給される。また、シリル化剤導入管４５８には、窒素ガス供給管４６４を介して窒素ガスが供給される。シリル化剤供給管４６３には、シリル化剤導入管４５８へのシリル化剤の供給および供給停止を制御するシリル化剤バルブ４６５が介装されており、窒素ガス供給管４６４には、シリル化剤導入管４５８への窒素ガスの供給および供給停止を制御する窒素ガスバルブ４６６が介装されている。シリル化剤導入管４５８に供給されたシリル化剤のベーパおよび窒素ガスは、吐出口４７２から下方に吐出される。
【００８５】
また、支持部材４１２の上面には、平面視において基板保持台４１４を取り囲む環状の排気口４３２が形成されている。排気口４３２は、収容空間４７１に連通している。排気管４３３の一端部は、排気口４３２に接続されている。排気管４３３には、圧力調整弁４７３が介装されている。遮断板４５２が密閉位置に位置する状態では収容空間４７１が密閉されているから、この状態で、シリル化剤のベーパまたは窒素ガスが吐出口４７２から吐出されると、収容空間４７１の気圧が高まる。そして、収容空間４７１の気圧が所定値に達すると、圧力調整弁４７３が開いて、収容空間４７１の雰囲気が排出口４３２から排出される。これにより、収容空間４７１の気圧が低下する。そして、収容空間４７１の気圧が所定値未満になると、圧力調整弁４７３が閉じる。したがって、遮断板４５２が密閉位置に位置する状態で、シリル化剤のベーパまたは窒素ガスが吐出口４７２から吐出されると、収容空間４７１の気体がパージされ、収容空間４７１の雰囲気がシリル化剤のベーパまたは窒素ガスに置換される。その後、吐出口４７２からのシリル化剤のベーパまたは窒素ガスの吐出が停止されると、圧力調整弁４７３が閉じ、シリル化剤のベーパまたは窒素ガスが収容空間４７１に充満している状態が維持される。
【００８６】
次に、シリル化ユニット４０７ａにおいて行われる基板Ｗの処理の一例について説明する。
シリル化ユニット４０７ａに基板Ｗが搬入されるときには、予め、遮断板４５２が開放位置に配置され、複数のリフトピン４１９が突出位置に配置される。この状態で、制御装置４は、センターロボットＣＲによって複数のリフトピン４１９上に基板Ｗを載置させる。そして、制御装置４は、センターロボットＣＲを退避させた後、リフトピン昇降機構４２１によって複数のリフトピン４１９を退避位置まで下降させる。これにより、複数のリフトピン４１９に支持されている基板Ｗが、基板保持台４１４に載置され、基板保持台４１４によって保持位置Ｐ１で基板Ｗが保持される。そして、制御装置４は、複数のリフトピン４１９を退避位置まで移動させた後、遮断板昇降機構２６９によって遮断板４５２を密閉位置まで下降させる。これにより、収容空間４７１が密閉される。そのため、基板Ｗは、密閉空間内で保持される。
【００８７】
次に、収容空間４７１の雰囲気が窒素ガス雰囲気に置換される。具体的には、制御装置４は、遮断板４５２が密閉位置に位置する状態で、窒素ガスバルブ４６６を開いて、吐出口４７２から窒素ガスを吐出させる。これにより、窒素ガスが収容空間４７１に供給される。そのため、収容空間４７１の気圧が上昇し、圧力調整弁４７３が開く。したがって、収容空間４７１の気体が排出口４３２から排出される。これにより、収容空間４７１の雰囲気が、窒素ガスに置換される。その後、制御装置４は、窒素ガスバルブ４６６を閉じる。これにより、圧力調整弁４７３が閉じ、収容空間４７１からの気体の排出が停止される。そのため、窒素ガスが収容空間４７１に充満している状態が維持される。
【００８８】
次に、シリル化剤の一例であるＨＭＤＳのベーパが基板Ｗに供給される。具体的には、制御装置４は、遮断板４５２が密閉位置に位置する状態で、シリル化剤バルブ４６５を開いて、ＨＭＤＳのベーパを吐出口４７２から吐出させる。これにより、ＨＭＤＳのベーパが収容空間４７１に供給される。そのため、圧力調整弁４７３が開き、収容空間４７１に充満している窒素ガスがＨＭＤＳのベーパに置換される。その後、制御装置４は、シリル化剤バルブ４６５を閉じる。これにより、圧力調整弁４７３が閉じ、収容空間４７１からの気体の排出が停止される。そのため、ＨＭＤＳのベーパが収容空間４７１に充満している状態が維持される。ＨＭＤＳのベーパが収容空間４７１に充満することにより、基板保持台４１４に保持位置Ｐ１で保持されている基板ＷにＨＭＤＳのベーパが供給される。また、基板保持台４１４に保持されている基板Ｗは、ヒータ４１７による加熱によって室温よりも高い一定の温度（たとえば、５０〜１００℃の範囲内の一定の温度）に保持されている。したがって、一定の温度に保持されている基板ＷにＨＭＤＳのベーパが供給される。これにより、シリル化処理（シリル化工程）が実行され、基板Ｗの上面全域がシリル化される。
【００８９】
次に、収容空間４７１の雰囲気が窒素ガス雰囲気に置換される。具体的には、制御装置４は、遮断板４５２が密閉位置に位置する状態で、窒素ガスバルブ４６６を開いて、窒素ガスを吐出口４７２から吐出させる。これにより、窒素ガスが収容空間４７１に供給される。そのため、圧力調整弁４７３が開き、収容空間４７１に充満しているＨＭＤＳのベーパや、基板ＷとＨＭＤＳとの反応で生成されたガスが、窒素ガスに置換される。そして、制御装置４は、収容空間４７１の雰囲気が窒素ガスに置換された後に、窒素ガスバルブ４６６を閉じる。これにより、圧力調整弁４７３が閉じ、収容空間４７１からの気体の排出が停止される。そのため、窒素ガスが収容空間４７１に充満している状態が維持される。
【００９０】
次に、シリル化ユニット４０７ａから基板Ｗが搬出される。具体的には、制御装置４は、遮断板昇降機構２６９によって遮断板４５２を退避位置まで上昇させる。その後、制御装置４は、リフトピン昇降機構４２１によって複数のリフトピン４１９を突出位置まで上昇させる。これにより、基板保持台４１４に保持されている基板Ｗが、複数のリフトピン４１９によって支持され、保持位置Ｐ１の上方に配置される。制御装置４は、複数のリフトピン４１９を突出位置に移動させた後、複数のリフトピン４１９によって支持されている基板ＷをセンターロボットＣＲによって搬出させる。これにより、シリル化ユニット４０７ａから基板Ｗが搬出される。
【００９１】
図１５は、この発明の第４実施形態に係るエッチングユニット４０７ｂの概略構成を示す模式図である。以下では、エッチングユニット４０７ｂの概略構成、およびエッチングユニット４０７ｂにおいて行われる基板Ｗの処理の一例について説明する。最初に、エッチングユニット４０７ｂの概略構成について説明する。
エッチングユニット４０７ｂは、フッ酸水溶液４７４を密閉状態で貯留するベーパ発生容器４７５（エッチング剤供給手段）と、ベーパ発生容器４７５を収容するハウジング４７６とを備えている。このベーパ発生容器４７５の下方には、エッチング剤の一例であるフッ酸のベーパを下方に吐出する多数の貫通孔が形成されたパンチングプレート４７７が設けられている。さらに、パンチングプレート４７７の下方には、基板Ｗをパンチングプレート４７７に対向させた状態で、当該基板Ｗを保持位置Ｐ２で水平に保持するホットプレート４７８が配置されている。ホットプレート４７８は、回転軸４７９の上端に固定されている。モータ等を含む回転駆動機構４８０が回転軸４７９を回転させると、ホットプレート４７８は、回転軸４７９と共に鉛直軸線まわりに回転する。ホットプレート４７８に保持されている基板Ｗは、ホットプレート４７８によって加熱される。
【００９２】
エッチングユニット４０７ｂは、ホットプレート４７８の周囲に設けられた筒状のベローズ４８２をさらに備えている。ホットプレート４７８は、ベローズ４８２内に配置されている。ベローズ４８２は、ハウジング４７６の底面４７６ａに対して上下に収縮可能である。図示しない駆動機構は、ベローズ４８２の上端縁がパンチングプレート４７７に当接し、ホットプレート４７８の周囲の空間が密閉される密閉位置（実線で示す位置）と、ベローズ４８２の上端縁がホットプレート４７８の上面４７８ａよりも下方に退避した退避位置（破線で示す位置）との間で、ベローズ４８２を伸縮させる。ベローズ４８２内の気体は、ハウジング４７６の底面４７６ａに接続された排気管４８３を介して排気機構４８４により排気される。
【００９３】
また、ハウジング４７６の側壁には、ホットプレート４７８の側方に位置する開口４８５が形成されている。開口４８５は、シャッタ４８６によって開閉される。エッチングユニット４０７ｂに基板Ｗが搬入されるときには、予め、ベローズ４８２が退避位置（破線の位置）に配置されると共に、開口４８５が開かれる。そして、この状態で、センターロボットＣＲによって、ホットプレート４７８上に基板Ｗが載置される。その後、開口４８５がシャッタ４８６によって閉じられる。一方、エッチングユニット４０７ｂから基板Ｗが搬出されるときには、ベローズ４８２が退避位置に配置されると共に、開口４８５が開かれる。そして、この状態で、ホットプレート４７８に保持されている基板ＷがセンターロボットＣＲによって搬出される。その後、開口４８５がシャッタ４８６によって閉じられる。
【００９４】
ベーパ発生容器４７５には、ベーパ発生容器４７５に設けられたベーパ充満空間４８７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管４８８が接続されている。窒素ガス供給源４８９からの窒素ガスは、流量コントローラ（ＭＦＣ）４９０、バルブ４９１、および窒素ガス供給管４８８を介してベーパ充満空間４８７に供給される。また、ベーパ充満空間４８７は、バルブ４９２を介してベーパ供給路４９３に接続されている。窒素ガス供給源４８９からの窒素ガスは、流量コントローラ４９４、バルブ４９５および窒素ガス供給管４９６を介してベーパ供給路４９３に供給される。バルブ４９２が開かれている状態では、ベーパ充満空間４８７に漂うフッ酸のベーパが、窒素ガスの流れによってバルブ４９２を介してベーパ供給路４９３に供給される。そして、ベーパ供給路４９３に供給されたフッ酸のベーパは、窒素ガスの流れによってベーパ供給路４９３を介してパンチングプレート４７７に導かれる。
【００９５】
ベーパ発生容器４７５内に貯留されているフッ酸水溶液４７４は、いわゆる擬似共弗組成となる濃度（たとえば、１気圧、室温のもとで、約３９．６％）に調製されている。この擬似共弗組成のフッ酸水溶液４７４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４９２を介してベーパ充満空間４８７からベーパ供給路４９３にフッ酸のベーパが導かれることによってベーパ発生容器４７５内のフッ酸水溶液４７４が減少したとしても、ベーパ供給路４９３に導かれるフッ酸のベーパの濃度は一定に保持される。
【００９６】
次に、エッチングユニット４０７ｂにおいて行われる基板Ｗの処理の一例について説明する。
基板Ｗの表面をエッチングするときには、基板Ｗがホットプレート４７８によって保持されており、ベローズ４８２が密着位置（実線の位置）に位置する状態で、制御装置４が、３つのバルブ４９１、４９２、４９５を開く。これにより、ベーパ発生容器４７５内で生成されたフッ酸のベーパが、窒素ガス供給管４８８からの窒素ガスによって、バルブ４９２を介してベーパ供給路４９３へと押し出される。さらに、このフッ酸のベーパは、窒素ガス供給管４９６からの窒素ガスによって、パンチングプレート４７７へと運ばれる。そして、このフッ酸のベーパは、パンチングプレート４７７に形成された貫通孔を介して、ホットプレート４７８に保持されている基板Ｗの上面（表面）に供給される。フッ酸のベーパが基板Ｗに供給されているとき、制御装置４は、回転駆動機構４８０によって一定の回転速度で基板Ｗを鉛直軸線まわりに回転させている。さらに、制御装置４は、ホットプレート４７８によって基板Ｗを加熱することにより、基板Ｗの温度をたとえば４０〜１５０℃の範囲内の一定の温度に維持している。このようにして、一定の温度に保持された基板Ｗの表面全域にフッ酸のベーパが供給され、基板Ｗの表面がエッチングされる（選択エッチング処理。エッチング工程）。
【００９７】
図１６は、この発明の第４実施形態に係る基板処理装置４０１によって行われる基板Ｗの処理の一例を説明するための図である。以下の説明におけるシリル化処理、エッチング処理、およびリンス処理は、それぞれ、シリル化ユニット４０７ａ、エッチングユニット４０７ｂ、および洗浄ユニット４０７ｃによって行われる処理である。以下では、ＳｉＯ２膜（シリコン酸化膜）と、ＳｉＮ膜（シリコン窒化膜）とが形成された基板Ｗの表面にエッチング剤の一例であるフッ酸のベーパを供給して、ＳｉＮ膜を選択的に除去する選択エッチングの一例について説明する。
【００９８】
第４処理例１では、制御装置４は、インデクサロボットＩＲおよびセンターロボットＣＲによって、キャリアＣからシリル化ユニット４０７ａに基板Ｗを搬送させる。その後、制御装置４は、シリル化ユニット４０７ａによってシリル化処理を実行する。これにより、基板Ｗの上面全域がシリル化される。そして、制御装置４は、センターロボットＣＲによって、シリル化ユニット４０７ａからエッチングユニット４０７ｂに基板Ｗを搬送させる。その後、制御装置４は、エッチングユニット４０７ｂによってエッチング処理を実行する。これにより、基板Ｗの上面全域がエッチングされる。そして、制御装置４は、インデクサロボットＩＲおよびセンターロボットＣＲによって、基板ＷをキャリアＣ内に搬入させる。
【００９９】
第４処理例２では、制御装置４は、インデクサロボットＩＲおよびセンターロボットＣＲによって、キャリアＣからシリル化ユニット４０７ａに基板Ｗを搬送させる。その後、制御装置４は、シリル化処理およびエッチング処理を順次実行する。そして、エッチング処理が行われた後、制御装置は、センターロボットＣＲによってエッチングユニット４０７ｂから洗浄ユニット４０７ｃに基板Ｗを搬送させる。その後、制御装置４は、洗浄ユニット４０７ｃによってリンス処理および乾燥処理を実行する。これにより、基板Ｗに付着している液体や異物が洗い流される。そして、制御装置４は、インデクサロボットＩＲおよびセンターロボットＣＲによって、基板ＷをキャリアＣ内に搬入させる。
【０１００】
第４処理例３では、制御装置４は、インデクサロボットＩＲおよびセンターロボットＣＲによって、キャリアＣからシリル化ユニット４０７ａに基板Ｗを搬送させる。その後、制御装置４は、シリル化処理およびエッチング処理を順次実行する。そして、エッチング処理が行われた後、制御装置４は、再びシリル化処理およびエッチング処理を順次実行する。すなわち、第４処理例３では、制御装置４は、シリル化処理およびエッチング処理を含む一連のサイクルを複数回行う繰り返し工程を実行する。そして、繰り返し工程が行われた後は、制御装置４は、センターロボットＣＲによってエッチングユニット４０７ｂから洗浄ユニット４０７ｃに基板Ｗを搬送させる。その後、制御装置４は、洗浄ユニット４０７ｃによってリンス処理および乾燥処理を実行する。そして、制御装置４は、インデクサロボットＩＲおよびセンターロボットＣＲによって、基板ＷをキャリアＣ内に搬入させる。
【０１０１】
第４処理例４では、制御装置４は、インデクサロボットＩＲおよびセンターロボットＣＲによって、キャリアＣからシリル化ユニット４０７ａに基板Ｗを搬送させる。その後、制御装置４は、シリル化処理、エッチング処理、リンス処理、および乾燥処理を順次実行する。そして、乾燥処理が行われた後、制御装置４は、再びシリル化処理、エッチング処理、リンス処理、および乾燥処理を順次実行する。すなわち、第４処理例４では、制御装置４は、シリル化処理、エッチング処理、リンス処理、および乾燥処理を含む一連のサイクルを複数回行う繰り返し工程を実行する。そして、繰り返し工程が行われた後は、制御装置４は、インデクサロボットＩＲおよびセンターロボットＣＲによって、基板ＷをキャリアＣ内に搬入させる。
【０１０２】
図１７は、シリル化されていない基板Ｗをエッチングしたときの基板Ｗの温度とエッチング量および選択比との関係を示すグラフである。図１８は、シリル化された基板Ｗをエッチングしたときの基板Ｗの温度とエッチング量および選択比との関係を示すグラフである。図１７は、比較例のグラフであり、図１８は、本発明の実施例のグラフである。
図１７および図１８では、ＳｉＯ２膜とＳｉＮ膜とが形成された基板Ｗの表面に、フッ酸のベーパを供給して、基板Ｗをエッチングしたときのエッチング量および選択比が示されている。エッチングに用いられたフッ酸のベーパの濃度は、３９．６％である。各グラフにおける基板Ｗの温度は、フッ酸のベーパが基板Ｗに供給されているときの基板Ｗの温度である。
【０１０３】
図１７に示すように、シリル化されていない基板Ｗをエッチングした場合、基板Ｗの温度が３０℃のときは、ＳｉＮ膜のエッチング量（●参照。４．６６ｎｍ）に対して、ＳｉＯ２膜のエッチング量（■参照。９０．００ｎｍ）が極めて大きい。すなわち、基板Ｗの温度が３０℃のときは、選択比（窒化膜の除去量／酸化膜の除去量）の分母が分子に対して極めて大きいため、選択比が小さい（▲参照。０．０５）。また、基板Ｗの温度が４０℃、５０℃、７０℃のとき、ＳｉＮ膜のエッチング量は、３．９７ｎｍ（４０℃）、３．３９ｎｍ（５０℃）、１．６８ｎｍ（７０℃）であり、３０℃のときと比べて大きな変化はない。また、基板Ｗの温度が４０℃、５０℃、７０℃のとき、ＳｉＯ２膜のエッチング量は、２．０９ｎｍ（４０℃）、０．３１ｎｍ（５０℃）、０．２７ｎｍ（７０℃）であり、３０℃のときよりも少ないが、ＳｉＯ２膜は、エッチングされている。基板Ｗの温度が４０℃、５０℃、７０℃のときの選択比は、１．９０（４０℃）、１１．０９（５０℃）、６．３１（７０℃）である。このように、シリル化されていない基板Ｗをフッ酸のベーパによってエッチングした場合、基板Ｗの温度がいずれの温度であっても、選択比は、約１１以下である。
【０１０４】
一方、図１８に示すように、シリル化された基板Ｗをエッチングした場合、基板Ｗの温度が３０℃のときは、ＳｉＮ膜のエッチング量（●参照。４．６５ｎｍ）に対して、ＳｉＯ２膜のエッチング量（■参照。８９．００ｎｍ）が極めて大きいため、選択比（▲参照）が小さい（０．０５）。また、基板Ｗの温度が４０℃、５０℃、７０℃のとき、ＳｉＮ膜のエッチング量は、３．９２ｎｍ（４０℃）、３．４８ｎｍ（５０℃）、１．３８ｎｍ（７０℃）であり、３０℃のときと比べて大きな変化はない。さらに、基板Ｗがシリル化されていない場合と比較しても、大きな差はない。一方、基板Ｗの温度が４０℃、５０℃、７０℃のとき、ＳｉＯ２膜のエッチング量は、−０．０５ｎｍ（４０℃）、−０．０６ｎｍ（５０℃）、−０．０７ｎｍ（７０℃）である。エッチング量がマイナスということは、膜厚が増加しており、エッチングされていない、すなわち、エッチング量が零ということを示している。したがって、基板Ｗの温度が４０℃以上のときには、選択比の分母が零であるので、選択比は無限大である。このように、基板Ｗをエッチングする前に当該基板Ｗをシリル化することにより、基板Ｗの温度が４０℃以上のときにおいて選択比を大幅に向上させることができる。
【０１０５】
以上のように第４実施形態では、シリル化された基板Ｗがエッチングされる。その後、エッチングされた基板Ｗが再びシリル化される。そして、シリル化された基板Ｗが再びエッチングされる。すなわち、エッチングが中断され、このエッチングの中断期間中に基板Ｗが再びシリル化される。エッチング剤の供給が長時間継続されると、シリル化剤によって与えられた酸化膜のエッチング抑制能力が途中で低下し、酸化膜のエッチングを十分に抑制できなくなる場合がある。したがって、再び基板Ｗをシリル化することにより、酸化膜のエッチング抑制能力を回復させることができる。そのため、エッチングを再開したときに酸化膜がエッチングされることを抑制できる。したがって、選択比の低下を抑制または防止することができる。
【０１０６】
また第４実施形態では、シリル化された基板Ｗがエッチングされた後に、リンス液が基板Ｗに供給され、基板Ｗに付着している液体や異物が洗い流される。そして、再び、シリル化工程、選択エッチング工程、およびリンス工程が順次行われる。エッチングされた基板Ｗにはエッチングによって生じた異物が付着している場合がある。エッチングによって生じた異物が付着している状態で基板Ｗをシリル化すると、この異物が基板Ｗから取れ難くなる場合がある。したがって、再びシリル化工程を行う前に、基板Ｗに付着している異物を除去することにより、この異物が基板Ｗから取れ難くなることを抑制または防止することができる。これにより、異物が基板Ｗに残ることを抑制または防止することができる。したがって、基板Ｗの清浄度を向上させることができる。
【０１０７】
［第５実施形態］
次に、この発明の第５実施形態について説明する。この第５実施形態と前述の第４実施形態との主要な相違点は、複数の処理ユニットが、基板Ｗを冷却する冷却ユニットをさらに含むことである。以下の図１９〜図２１において、前述の図１〜図１８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。
【０１０８】
図１９は、この発明の第５実施形態に係る基板処理装置５０１のレイアウトを示す図解的な平面図である。
基板処理装置５０１は、基板Ｗを処理する複数の処理ユニット５０７を含む。複数の処理ユニット５０７は、平面視において、センターロボットＣＲを取り囲むように配置されている。センターロボットＣＲは、インデクサロボットＩＲと処理ユニット５０７との間で基板Ｗを搬送すると共に、複数の処理ユニット５０７間で基板Ｗを搬送する。複数の処理ユニット５０７は、シリル化ユニット４０７ａと、エッチングユニット４０７ｂと、洗浄ユニット４０７ｃとを含む。さらに、複数の処理ユニット５０７は、基板Ｗを冷却する冷却ユニット５０７ｄを含む。
【０１０９】
図２０は、この発明の第５実施形態に係る冷却ユニット５０７ｄの概略構成を示す模式図である。
冷却ユニット５０７ｄは、基板保持台４１４と、支持部材４１２と、リフトピン４１９と、リフトピン昇降機構４２１とを含む。さらに、冷却ユニット５０７ｄは、基板保持台４１４に保持されている基板Ｗを冷却する冷却装置５１７を含む。冷却装置５１７は、たとえば、水冷式の冷却装置である。冷却装置５１７は、基板保持台４１４に埋設されている。基板保持台４１４に保持されている基板Ｗは、基板保持台４１４との接触によって冷却される（冷却処理。冷却工程）。これにより、たとえば室温以下の一定の温度まで基板Ｗの温度が低下し、基板Ｗがこの一定の温度に保持される。
【０１１０】
図２１は、この発明の第５実施形態に係る基板処理装置５０１によって行われる基板Ｗの処理の一例を説明するための図である。図２１におけるシリル化処理、エッチング処理、リンス処理、および冷却処理は、それぞれ、シリル化ユニット４０７ａ、エッチングユニット４０７ｂ、洗浄ユニット４０７ｃ、および冷却ユニット５０７ｄによって行われる処理である。以下では、ＳｉＯ２膜（シリコン酸化膜）と、ＳｉＮ膜（シリコン窒化膜）とが形成された基板Ｗの表面にエッチング剤の一例であるフッ酸のベーパを供給して、ＳｉＮ膜を選択的に除去する選択エッチングの一例について説明する。
【０１１１】
第５処理例１では、制御装置４は、インデクサロボットＩＲおよびセンターロボットＣＲによって、キャリアＣからシリル化ユニット４０７ａに基板Ｗを搬送させる。その後、制御装置４は、シリル化ユニット４０７ａによってシリル化処理を実行する。そして、制御装置４は、センターロボットＣＲによってシリル化ユニット４０７ａから冷却ユニット５０７ｄに基板Ｗを搬送させる。その後、制御装置４は、冷却ユニット５０７ｄによって冷却処理を実行する。これにより、基板Ｗの温度が室温以下の一定の温度まで低下する。そして、制御装置４は、センターロボットＣＲによって冷却ユニット５０７ｄからエッチングユニット４０７ｂに基板Ｗを搬送させる。その後、制御装置４は、エッチングユニット４０７ｂによってエッチング処理を実行する。そして、制御装置４は、インデクサロボットＩＲおよびセンターロボットＣＲによって、基板ＷをキャリアＣ内に搬入させる。
【０１１２】
第５処理例２では、制御装置４は、インデクサロボットＩＲおよびセンターロボットＣＲによって、キャリアＣからシリル化ユニット４０７ａに基板Ｗを搬送させる。その後、制御装置４は、シリル化処理、冷却処理、およびエッチング処理を順次実行する。そして、制御装置４は、センターロボットＣＲによってエッチングユニット４０７ｂから洗浄ユニット４０７ｃに基板Ｗを搬送させる。その後、制御装置４は、洗浄ユニット４０７ｃによってリンス処理および乾燥処理を実行する。そして、制御装置４は、インデクサロボットＩＲおよびセンターロボットＣＲによって、基板ＷをキャリアＣ内に搬入させる。
【０１１３】
第５処理例３では、制御装置４は、インデクサロボットＩＲおよびセンターロボットＣＲによって、キャリアＣからシリル化ユニット４０７ａに基板Ｗを搬送させる。その後、制御装置４は、シリル化処理、冷却処理、およびエッチング処理を順次実行する。そして、エッチング処理が行われた後、制御装置４は、再びシリル化処理、冷却処理、およびエッチング処理を順次実行する。すなわち、第５処理例３では、制御装置４は、シリル化処理、冷却処理、およびエッチング処理を含む一連のサイクルを複数回行う繰り返し工程を実行する。そして、繰り返し工程が行われた後は、制御装置４は、センターロボットＣＲによってエッチングユニット４０７ｂから洗浄ユニット４０７ｃに基板Ｗを搬送させる。その後、制御装置４は、洗浄ユニット４０７ｃによってリンス処理および乾燥処理を実行する。そして、制御装置４は、インデクサロボットＩＲおよびセンターロボットＣＲによって、基板ＷをキャリアＣ内に搬入させる。
【０１１４】
第５処理例４では、制御装置４は、インデクサロボットＩＲおよびセンターロボットＣＲによって、キャリアＣからシリル化ユニット４０７ａに基板Ｗを搬送させる。その後、制御装置４は、シリル化処理、冷却処理、エッチング処理、リンス処理、および乾燥処理を順次実行する。そして、乾燥処理が行われた後、制御装置４は、再びシリル化処理、冷却処理、エッチング処理、リンス処理、および乾燥処理を順次実行する。すなわち、第５処理例４では、制御装置４は、シリル化処理、冷却処理、エッチング処理、リンス処理、および乾燥処理を含む一連のサイクルを複数回行う繰り返し工程を実行する。そして、繰り返し工程が行われた後は、制御装置４は、インデクサロボットＩＲおよびセンターロボットＣＲによって、基板ＷをキャリアＣ内に搬入させる。
【０１１５】
［第６実施形態］
次に、この発明の第６実施形態について説明する。この第６実施形態と前述の第５実施形態との主要な相違点は、複数の処理ユニットが、紫外線(ultraviolet radiation)を基板Ｗに照射する紫外線照射ユニットをさらに含むことである。以下の図２２〜図２５において、前述の図１〜図２１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。
【０１１６】
図２２は、この発明の第６実施形態に係る基板処理装置６０１のレイアウトを示す図解的な平面図である。
基板処理装置６０１は、基板Ｗを処理する複数の処理ユニット６０７を含む。複数の処理ユニット６０７は、平面視において、センターロボットＣＲを取り囲むように配置されている。センターロボットＣＲは、インデクサロボットＩＲと処理ユニット６０７との間で基板Ｗを搬送すると共に、複数の処理ユニット６０７間で基板Ｗを搬送する。複数の処理ユニット６０７は、シリル化ユニット４０７ａと、エッチングユニット４０７ｂと、洗浄ユニット４０７ｃと、冷却ユニット５０７ｄとを含む。さらに、複数の処理ユニット６０７は、紫外線を基板Ｗに照射する紫外線照射ユニット６０７ｅを含む。
【０１１７】
図２３および図２４は、この発明の第６実施形態に係る紫外線照射ユニット６０７ｅの概略構成を示す模式図である。
紫外線照射ユニット６０７ｅは、基板保持台４１４と、基板保持台４１４を収容するチャンバ６０８とを備えている。チャンバ６０８は、ゲート６２２が形成された隔壁６４９と、ゲート６２２を開閉するゲートシャッタ６２３と、隔壁６４９とゲートシャッタ６２３との間を密閉するシール部材６７０（たとえば、Ｏリング）と、ゲート６２２を開閉させるゲート開閉機構６２４とを含む。シール部材６７０は、ゲート６２２に沿って隔壁６４９に取り付けられている。シール部材６７０は、隔壁６４９に限らず、ゲートシャッタ６２３に取り付けられていてもよい。ゲートシャッタ６２３は、ゲート開閉機構６２４に結合されている。ゲート開閉機構６２４は、ゲート６２２がゲートシャッタ６２３によって閉じられる閉鎖位置と、ゲート６２２が開かれる開放位置との間で、ゲートシャッタ６２３を移動させる。ゲートシャッタ６２３が閉塞位置に配置されると、ゲートシャッタ６２３と隔壁６４９との間の隙間がシール部材６７０によって密閉される。これにより、チャンバ６０８内の空間が密閉される。
【０１１８】
また、紫外線照射ユニット６０７ｅは、複数のリフトピン４１９と、リフトピン昇降機構４２１とをさらに含む。隔壁６４９の底壁６１２と基板保持台４１４とには、基板保持台４１４および底壁６１２を鉛直方向に貫通する複数の貫通孔が形成されている。リフトピン昇降機構４２１が、複数のリフトピン４１９を退避位置（図２３に示す位置）から突出位置（図２４に示す位置）に上昇させると、複数のリフトピン４１９がそれぞれ複数の貫通孔に挿入され、各リフトピン４１９の上端が基板保持台４１４の上面から突出する。また、リフトピン昇降機構４２１が複数のリフトピン４１９を突出位置から退避位置に下降させると、各リフトピン４１９の上端が基板保持台４１４の上面よりも下方に移動する。基板保持台４１４と複数のリフトピン４１９との間で基板Ｗの受け渡しは、複数のリフトピン４１９の昇降によって行われる。
【０１１９】
また、紫外線照射ユニット６０７ｅは、窒素ガスをチャンバ６０８内に導入する側方導入管６２５をさらに備えている。側方導入管６２５は、隔壁６４９の側壁６０９に取り付けられている。側方導入管６２５には、窒素ガスバルブ６２６が介装されている。窒素ガスバルブ６２６が開かれると、側壁６０９に形成された吐出口６９７からチャンバ６０８内に窒素ガスが吐出される。
【０１２０】
また、底壁６１２の上面には、平面視において基板保持台４１４を取り囲む環状の排気口６３２が形成されている。排気口６３２は、チャンバ６０８内に連通している。排気管４３３の一端部は、排気口６３２に接続されている。排気管４３３には、圧力調整弁４７３が介装されている。ゲート６２２が閉じられている状態で、吐出口６９７から窒素ガスが吐出されると、チャンバ６０８内の気圧が高まる。そして、チャンバ６０８内の気圧が所定値に達すると、圧力調整弁４７３が開いて、チャンバ６０８内から排出口６３２に気体が排出される。これにより、チャンバ６０８内の気圧が低下する。そして、チャンバ６０８内の気圧が所定値未満になると、圧力調整弁４７３が閉じる。
【０１２１】
また、紫外線照射ユニット６０７ｅは、紫外線照射ランプ６９８（紫外線照射手段）をさらに備えている。紫外線照射ランプ６９８は、隔壁６４９の上壁６１１に取り付けられている。紫外線照射ランプ６９８は、基板保持台４１４に保持されている基板Ｗに対向する位置に配置されている。紫外線照射ランプ６９８は、基板保持台４１４に保持されている基板Ｗの上面に向けて紫外線を照射する。これにより、紫外線が基板Ｗの上面に均一に照射される。紫外線照射ランプ６９８は、たとえば１８５〜２５４ｎｍの波長の紫外線、もしくは２０〜２００ｎｍの波長の紫外線を照射する。
【０１２２】
次に、紫外線照射ユニット６０７ｅにおいて行われる基板Ｗの処理の一例について説明する。
まず、紫外線照射ランプ６９８が１８５〜２５４ｎｍの波長の紫外線を照射する場合の処理について説明する。
紫外線照射ユニット６０７ｅに基板Ｗが搬入されるときには、予め、ゲートシャッタ６２３が開放位置に配置され、複数のリフトピン４１９が突出位置に配置される。この状態で、制御装置４は、センターロボットＣＲによって複数のリフトピン４１９上に基板Ｗを載置させる。そして、制御装置４は、センターロボットＣＲを退避させた後、リフトピン昇降機構４２１によって複数のリフトピン４１９を退避位置まで下降させる。これにより、複数のリフトピン４１９に支持されている基板Ｗが、基板保持台４１４に載置され、基板保持台４１４によって基板Ｗが保持される。そして、制御装置４は、複数のリフトピン４１９を退避位置まで移動させた後、ゲート開閉機構６２４によってゲートシャッタ６２３を閉鎖位置まで下降させる。これにより、チャンバ６０８内が密閉される。そのため、基板Ｗは、密閉空間内で保持される。
【０１２３】
次に、紫外線が基板Ｗに照射される。具体的には、制御装置４は、ゲートシャッタ６２３が閉鎖位置に位置する状態で、紫外線照射ランプ６９８から紫外線を照射させる。これにより、基板保持台４１４に保持されている基板Ｗの上面に紫外線が均一に照射される。基板Ｗは、紫外線が照射されることにより加熱される。さらに、基板Ｗに付着している有機物などの異物は、紫外線の照射によって除去される。このようにして、ＵＶ処理（紫外線照射工程）が行われる。そして、紫外線の照射が所定時間にわたって行われると、制御装置４は、紫外線照射ランプ６９８からの紫外線の照射を停止させる。
【０１２４】
次に、チャンバ６０８内の雰囲気が窒素ガス雰囲気に置換される。具体的には、制御装置４は、ゲートシャッタ６２３が閉鎖位置に位置する状態で、窒素ガスバルブ６２６を開いて、吐出口６９７から窒素ガスを吐出させる。これにより、窒素ガスがチャンバ６０８内に供給される。そのため、チャンバ６０８内の気圧が上昇し、圧力調整弁４７３が開く。したがって、チャンバ６０８内の雰囲気が排出口６３２から排出される。これにより、チャンバ６０８内の雰囲気が、窒素ガスに置換される。
【０１２５】
次に、紫外線照射ユニット６０７ｅから基板Ｗが搬出される。具体的には、制御装置４は、ゲート開閉機構６２４によってゲートシャッタ６２３を開放位置に移動させる。その後、制御装置４は、リフトピン昇降機構４２１によって複数のリフトピン４１９を突出位置まで上昇させる。これにより、基板保持台４１４に保持されている基板Ｗが、複数のリフトピン４１９によって支持される。制御装置４は、複数のリフトピン４１９を突出位置に移動させた後、複数のリフトピン４１９によって支持されている基板ＷをセンターロボットＣＲによって搬出させる。これにより、紫外線照射ユニット６０７ｅから基板Ｗが搬出される。
【０１２６】
次に紫外線照射ランプ６９８が２０〜２００ｎｍの波長の紫外線を照射する場合の処理について説明する。
紫外線照射ユニット６０７ｅに基板Ｗが搬入されるときには、予め、ゲートシャッタ６２３が開放位置に配置され、複数のリフトピン４１９が突出位置に配置される。この状態で、制御装置４は、センターロボットＣＲによって複数のリフトピン４１９上に基板Ｗを載置させる。そして、制御装置４は、センターロボットＣＲを退避させた後、リフトピン昇降機構４２１によって複数のリフトピン４１９を退避位置まで下降させる。これにより、複数のリフトピン４１９に支持されている基板Ｗが、基板保持台４１４に載置され、基板保持台４１４によって基板Ｗが保持される。そして、制御装置４は、複数のリフトピン４１９を退避位置まで移動させた後、ゲート開閉機構６２４によってゲートシャッタ６２３を閉鎖位置まで下降させる。これにより、チャンバ６０８内が密閉される。そのため、基板Ｗは、密閉空間内で保持される。
【０１２７】
次に、チャンバ６０８内の雰囲気に窒素ガスが導入される。具体的には、制御装置４は、ゲートシャッタ６２３が閉鎖位置に位置する状態で、窒素ガスバルブ６２６を開いて、吐出口６９７から窒素ガスを吐出させる。これにより、窒素ガスがチャンバ６０８内に供給される。そのため、チャンバ６０８内の気圧が上昇し、圧力調整弁４７３が開く。したがって、チャンバ６０８内の雰囲気が排出口６３２から排出される。これにより、チャンバ６０８内に、窒素ガスが導入される。このとき、チャンバ６０８内の雰囲気中酸素濃度が１〜１０％となるように窒素ガスが導入される。その後、制御装置４は、窒素ガスバルブ６２６を閉じる。これにより、圧力調整弁４７３が閉じ、チャンバ６０８内からの気体の排出が停止される。そのため、空気および窒素ガスがチャンバ６０８内に充満している状態が維持される。
【０１２８】
次に、紫外線が基板Ｗに照射される。具体的には、制御装置４は、ゲートシャッタ６２３が閉鎖位置に位置する状態で、紫外線照射ランプ６９８から紫外線を照射させる。これにより、基板保持台４１４に保持されている基板Ｗの上面に紫外線が均一に照射される。また、チャンバ６０８内の雰囲気が窒素ガス雰囲気に置換されているので、基板Ｗの上面には、窒素ガス雰囲気で紫外線が照射される。基板Ｗは、紫外線が照射されることにより加熱される。さらに、基板Ｗに付着している有機物などの異物は、紫外線の照射によって除去される。このようにして、ＵＶ処理（紫外線照射工程）が行われる。そして、紫外線の照射が所定時間にわたって行われると、制御装置４は、紫外線照射ランプ６９８からの紫外線の照射を停止させる。
【０１２９】
次に、チャンバ６０８内の雰囲気が窒素ガス雰囲気に置換される。具体的には、制御装置４は、ゲートシャッタ６２３が閉鎖位置に位置する状態で、窒素ガスバルブ６２６を開いて、吐出口６９７から窒素ガスを吐出させる。これにより、窒素ガスがチャンバ６０８内に供給される。そのため、チャンバ６０８内の気圧が上昇し、圧力調整弁４７３が開く。したがって、チャンバ６０８内の雰囲気が排出口６３２から排出される。これにより、チャンバ６０８内の雰囲気が、窒素ガスに置換される。
【０１３０】
次に、紫外線照射ユニット６０７ｅから基板Ｗが搬出される。具体的には、制御装置４は、ゲート開閉機構６２４によってゲートシャッタ６２３を開放位置に移動させる。その後、制御装置４は、リフトピン昇降機構４２１によって複数のリフトピン４１９を突出位置まで上昇させる。これにより、基板保持台４１４に保持されている基板Ｗが、複数のリフトピン４１９によって支持される。制御装置４は、複数のリフトピン４１９を突出位置に移動させた後、複数のリフトピン４１９によって支持されている基板ＷをセンターロボットＣＲによって搬出させる。これにより、紫外線照射ユニット６０７ｅから基板Ｗが搬出される。
【０１３１】
図２５は、この発明の第６実施形態に係る基板処理装置６０１によって行われる基板Ｗの処理の一例を説明するための図である。図２５におけるシリル化処理、エッチング処理、リンス処理、およびＵＶ処理は、それぞれ、シリル化ユニット４０７ａ、エッチングユニット４０７ｂ、洗浄ユニット４０７ｃ、および紫外線照射ユニット６０７ｅによって行われる処理である。以下では、ＳｉＯ２膜（シリコン酸化膜）と、ＳｉＮ膜（シリコン窒化膜）とが形成された基板Ｗの表面にエッチング剤の一例であるフッ酸のベーパを供給して、ＳｉＮ膜を選択的に除去する選択エッチングの一例について説明する。
【０１３２】
第６処理例１では、制御装置４は、インデクサロボットＩＲおよびセンターロボットＣＲによって、キャリアＣから紫外線照射ユニット６０７ｅに基板Ｗを搬送させる。その後、制御装置４は、紫外線照射ユニット６０７ｅによってＵＶ処理（シリル化前紫外線照射工程）を実行する。これにより、基板Ｗから有機物が除去される。そして、制御装置４は、センターロボットＣＲによって紫外線照射ユニット６０７ｅからシリル化ユニット４０７ａに基板Ｗを搬送させる。その後、制御装置４は、シリル化ユニット４０７ａによってシリル化処理を実行する。そして、制御装置４は、センターロボットＣＲによってシリル化ユニット４０７ａからエッチングユニット４０７ｂに基板Ｗを搬送させる。その後、制御装置４は、エッチングユニット４０７ｂによってエッチング処理を実行する。そして、制御装置４は、インデクサロボットＩＲおよびセンターロボットＣＲによって、基板ＷをキャリアＣ内に搬入させる。
【０１３３】
第６処理例２では、インデクサロボットＩＲおよびセンターロボットＣＲによって、キャリアＣから紫外線照射ユニット６０７ｅに基板Ｗを搬送させる。その後、制御装置４は、ＵＶ処理（シリル化前紫外線照射工程）、シリル化処理、およびエッチング処理を順次実行する。そして、制御装置４は、センターロボットＣＲによってエッチングユニット４０７ｂから紫外線照射ユニット６０７ｅに基板Ｗを搬送させる。その後、制御装置４は、紫外線照射ユニット６０７ｅによってＵＶ処理（シリル化後紫外線照射工程）を実行する。これにより、基板Ｗからシリル化剤（たとえば、ＨＭＤＳ）が除去される。そして、制御装置４は、インデクサロボットＩＲおよびセンターロボットＣＲによって、基板ＷをキャリアＣ内に搬入させる。
【０１３４】
前述の第６処理例１において、制御装置４は、エッチング処理を実行した後に洗浄ユニット４０７ｃによってリンス処理および乾燥処理を実行して、基板Ｗに付着している液体や異物を洗い流してもよい（第６処理例３参照）。さらに、制御装置４は、第６処理例１、３において、シリル化処理を実行した後であってエッチング処理を実行する前に冷却ユニット５０７ｄによって冷却処理を実行してもよい。同様に、制御装置４は、第６処理例２において、２回目のＵＶ処理を実行した後に洗浄ユニット４０７ｃによってリンス処理および乾燥処理を実行して、基板Ｗに付着している液体や異物を洗い流してもよい（第６処理例４参照）。さらに、制御装置４は、第６処理例２、４において、シリル化処理を実行した後であってエッチング処理を実行する前に冷却ユニット５０７ｄによって冷却処理を実行してもよい。
【０１３５】
第６処理例５では、インデクサロボットＩＲおよびセンターロボットＣＲによって、キャリアＣから紫外線照射ユニット６０７ｅに基板Ｗを搬送させる。その後、制御装置４は、ＵＶ処理（シリル化前紫外線照射工程）、シリル化処理、およびエッチング処理を順次実行する。そして、エッチング処理が行われた後、制御装置４は、再びシリル化処理およびエッチング処理を順次実行する。すなわち、第６処理例５では、制御装置４は、ＵＶ処理を行った後に、シリル化処理およびエッチング処理を含む一連のサイクルを複数回行う繰り返し工程を実行する。そして、繰り返し工程が行われた後は、制御装置４は、センターロボットＣＲによってエッチングユニット４０７ｂから洗浄ユニット４０７ｃに基板Ｗを搬送させる。その後、制御装置４は、洗浄ユニット４０７ｃによってリンス処理および乾燥処理を実行する。そして、制御装置４は、インデクサロボットＩＲおよびセンターロボットＣＲによって、基板ＷをキャリアＣ内に搬入させる。
【０１３６】
第６処理例６では、インデクサロボットＩＲおよびセンターロボットＣＲによって、キャリアＣから紫外線照射ユニット６０７ｅに基板Ｗを搬送させる。その後、制御装置４は、ＵＶ処理（シリル化前紫外線照射工程）、シリル化処理、およびエッチング処理を順次実行する。そして、エッチング処理が行われた後、制御装置４は、再びシリル化処理およびエッチング処理を順次実行する。すなわち、第６処理例６では、制御装置４は、ＵＶ処理を行った後に、シリル化処理およびエッチング処理を含む一連のサイクルを複数回行う繰り返し工程を実行する。そして、繰り返し工程が行われた後は、制御装置４は、センターロボットＣＲによってエッチングユニット４０７ｂから紫外線照射ユニット６０７ｅに基板Ｗを搬送させる。その後、制御装置４は、紫外線照射ユニット６０７ｅによってＵＶ処理（シリル化後紫外線照射工程）を実行する。そして、制御装置４は、センターロボットＣＲによって紫外線照射ユニット６０７ｅから洗浄ユニット４０７ｃに基板Ｗを搬送させる。その後、制御装置４は、洗浄ユニット４０７ｃによってリンス処理および乾燥処理を実行する。そして、制御装置４は、インデクサロボットＩＲおよびセンターロボットＣＲによって、基板ＷをキャリアＣ内に搬入させる。
【０１３７】
前述の第６処理例５において、制御装置４は、シリル化処理およびエッチング処理と併せて、リンス処理および乾燥処理を繰り返し実行してもよい。すなわち、第６処理例５において繰り返し工程が行われた後に実行されるリンス処理および乾燥処理が一連のサイクルに含まれており、シリル化処理、エッチング処理、リンス処理、および乾燥処理が順次繰り返し実行されてもよい（第６処理例７参照）。同様に、第６処理例６において繰り返し工程が行われた後に実行されるＵＶ処理、リンス処理、および乾燥処理が、一連のサイクルに含まれており、シリル化処理、エッチング処理、ＵＶ処理、リンス処理、および乾燥処理が順次繰り返し実行されてもよい（第６処理例８参照）。さらに、第６処理例５〜８において、シリル化処理が実行された後であって、エッチング処理が実行される前に、冷却処理が実行されてもよい。すなわち、第６処理例５〜８の一連のサイクルに冷却処理が含まれていてもよい。第６処理例８に示すように、ＵＶ処理（紫外線照射工程）が一連のサイクルに含まれる場合、各サイクルのＵＶ処理は、同じサイクルのシリル化処理（シリル化工程）が行われた後に実行されるから、当該ＵＶ処理は、シリル化後紫外線照射工程である。また、各サイクルのＵＶ処理は、次のサイクルのシリル化処理が行われる前に実行されるから、当該ＵＶ処理は、シリル化前紫外線照射工程でもある。
【０１３８】
以上のように第６実施形態では、紫外線が照射された基板Ｗにシリル化剤およびエッチング剤が順次供給される。紫外線が基板Ｗに照射されることにより、基板Ｗに付着している有機物などの異物を除去することができる。したがって、基板Ｗに対するシリル化剤およびエッチング剤の反応性を向上させることができる。これにより、選択比を向上させることができる。さらに、第６実施形態では、シリル化された基板Ｗに紫外線が照射されるので、基板Ｗに付着しているＨＭＤＳなどのシリル化剤を除去することができる。したがって、基板Ｗの清浄度を向上させることができる。
【０１３９】
また第６実施形態では、シリル化工程、選択エッチング工程、および紫外線照射工程を含む一連のサイクルが複数回行われる。すなわち、同じサイクルでは、シリル化剤およびエッチング剤が供給された基板Ｗに紫外線が照射され、２回目以降のサイクルでは、紫外線が照射された基板Ｗにシリル化剤およびエッチング剤が供給される。前述のように、シリル化された基板Ｗに紫外線を照射することにより、基板Ｗに付着しているシリル化剤を除去することができる。したがって、基板Ｗの清浄度を向上させることができる。また、２回目以降のサイクルでは、紫外線の照射によって有機物などの異物が除去された基板Ｗにシリル化剤およびエッチング剤が供給される。したがって、２回目以降のサイクルにおいて基板Ｗに対するシリル化剤およびエッチング剤の反応性を向上させることができる。これにより、選択比を向上させることができる。
【０１４０】
この発明の実施の形態の説明は以上であるが、この発明は、前述の第１〜第６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、前述の第１〜第６実施形態では、基板処理装置が、枚葉式の基板処理装置である場合について説明したが、第１〜第６実施形態に係る基板処理装置は、複数枚の基板Ｗを一括して処理するバッチ式の基板処理装置であってもよい。具体的には、第１〜第６実施形態に係る基板処理装置は、複数枚の基板Ｗが浸漬される処理液を貯留する処理槽と、処理槽にシリル化剤を供給するシリル化剤供給機構と、処理槽にエッチング剤を供給するエッチング剤供給機構とを含むバッチ式の基板処理装置であってもよい。
【０１４１】
また、前述の第１および第２実施形態では、エッチング剤としてエッチング液を基板に供給しているが、エッチング剤として、エッチング成分を有するベーパを基板に供給してもよい。たとえば、エッチング剤ノズル３９からエッチング成分を有するベーパ（たとえば、フッ酸のベーパ）が基板に供給されてもよい。
また、前述の第２実施形態では、全ての処理ユニット２０７が、シリル化・エッチングユニット２０７ａである場合について説明したが、シリル化・エッチングユニット２０７ａとは異なるユニットが、複数の処理ユニット２０７に含まれていてもよい。
【０１４２】
また、前述の第１および第２実施形態では、シリル化工程および選択エッチング工程はそれぞれ１回ずつ行われているが、シリル化工程および選択エッチング工程が行われた基板Ｗに対して、再びシリル化工程および選択エッチング工程が行われてもよい。シリル化剤の供給によってシリコン酸化膜のエッチングは抑制されるが、選択エッチング工程が長時間行われると、シリコン酸化膜のエッチングを抑制する効果が時間の経過と共に低下し、選択比が低下するおそれがある。そのため、長時間の選択エッチング工程が行われる場合は、選択エッチング工程の間に再度シリル化工程を行うことにより、選択エッチング工程において高い選択比を維持することができる。
【０１４３】
また、前述の第４〜第６実施形態では、フッ酸のベーパによって基板をエッチングする場合について説明したが、フッ酸以外のエッチング剤によって基板をエッチングしてもよい。さらに、基板に供給されるエッチング剤は、ベーパであってもよいし、液体であってもよい。
また、前述の第４実施形態では、シリル化ユニット、エッチングユニット、および洗浄ユニットがそれぞれ独立している場合について説明したが、シリル化ユニット、エッチングユニット、および洗浄ユニットのうちの２つ以上のユニットが１つに統合されていてもよい。具体的には、第２実施形態のように、シリル化ユニットとエッチングユニットとが統合されていてもよい。また、シリル化ユニット、エッチングユニット、および洗浄ユニットが統合されていてもよい。
【０１４４】
同様に、前述の第５実施形態では、シリル化ユニット、エッチングユニット、洗浄ユニット、冷却ユニットがそれぞれ独立している場合について説明したが、これらのユニットのうちの２つ以上が１つに統合されていてもよい。第６実施形態についても同様に、シリル化ユニット、エッチングユニット、洗浄ユニット、冷却ユニット、および紫外線照射ユニットのうちの２つ以上が１つに統合されていてもよい。具体的には、第２実施形態のように、シリル化ユニットとエッチングユニットとが統合されていてもよい。また、紫外線照射ユニットに設けられた基板保持台に冷却装置が埋設されており、冷却ユニットと紫外線照射ユニットとが統合されていてもよい。
【０１４５】
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】
【０１４６】
１        基板処理装置
４        制御装置（制御手段）
７ａ      シリル化ユニット
７ｂ      エッチングユニット
１４      基板保持台（基板保持手段）
２８      シリル化剤導入管（シリル化剤供給手段）
３８      スピンチャック（基板保持手段）
３９      エッチング剤ノズル（エッチング剤供給手段）
２０１    基板処理装置
２０７ａ  シリル化・エッチングユニット
２５８    シリル化剤導入管（シリル化剤供給手段）
４０１    基板処理装置
４１４    基板保持台（基板保持手段）
４５８    シリル化剤導入管（シリル化剤供給手段）
４７５    ベーパ発生容器（エッチング剤供給手段）
４７８    ホットプレート（基板保持手段）
５０１    基板処理装置
６０１    基板処理装置
Ｐ１      保持位置（シリル化位置）
Ｐ２      保持位置（シリル化位置、エッチング位置）
Ｗ        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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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