(57)【要約】【課題】被処理基板の板面内における処理の均一性を向上させることができる基板処理方法を提供する。【解決手段】基板処理方法は、整流部材２８が内部に設けられ、整流部材の上側に位置する第１領域１２ａと整流部材の下側に位置する第２領域１２ｂとを含む処理槽１２を用いて行われる。基板処理方法は、第１領域内に被処理基板Ｗを配置し、処理槽に貯留された処理液に基板を浸漬する工程と、第２領域に薬液を供給して処理槽内の処理液を薬液で置換する工程と、第２領域に水を供給して処理槽内の薬液を水で置換する工程と、を備える。置換時に、第２領域に供給された液体は、整流部材を介して第１領域に流入し、第１領域内の少なくとも基板の近傍において上昇流が形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
整流部材が内部に設けられ、前記整流部材の上側に位置する第１領域と前記整流部材の下側に位置する第２領域とを含む処理槽の、前記第１領域内に被処理基板を配置し、前記処理槽に貯留された処理液に被処理基板を浸漬する工程と、
前記処理槽の前記第２領域に薬液を供給するとともに前記整流部材を介して前記第２領域から前記第１領域に前記薬液を流入させ、前記第１領域内の少なくとも前記被処理基板の近傍において上昇流を形成しながら、前記処理槽内の前記処理液を前記薬液で置換する工程と、
前記処理槽の前記第２領域に水を供給するとともに前記整流部材を介して前記第２領域から前記第１領域に前記水を流入させ、前記第１領域内の少なくとも前記被処理基板の近傍において上昇流を形成しながら、前記処理槽内の前記薬液を前記水で置換する工程と、を備える
ことを特徴とする基板処理方法。
【請求項２】
前記処理槽内の前記処理液を前記薬液で置換する工程において前記処理槽内に供給される前記薬液の単位時間あたりの供給量は、前記処理槽内の前記薬液を前記水で置換する工程において前記処理槽内に供給される前記水の単位時間あたりの供給量と実質的に同一である
ことを特徴とする請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項３】
前記被処理基板を前記処理槽の前記第１領域に配置する工程は、
前記処理槽の前記第１領域に接続された上側供給管から前記第１領域に前記処理液を供給するとともに、前記処理槽の前記第２領域に接続された下側供給管から前記第２領域に前記処理液を供給して、前記処理槽内に前記処理液を貯留する工程を、有する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理方法。
【請求項４】
前記被処理基板を前記処理槽の前記第１領域に配置する工程は、前記処理液を貯留された前記処理槽の前記第１領域内に前記被処理基板を配置する工程を、さらに有する
ことを特徴とする請求項３に記載の基板処理方法。
【請求項５】
前記処理液は水である
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項６】
前記整流部材は多数の貫通孔を有するとともに前記処理槽内を前記第１領域と前記第２領域とに区分けする整流板からなり、
前記第２領域に供給された液体は、前記整流板の貫通孔を介し、前記第２領域から前記第１領域に流入する
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項７】
前記薬液はアンモニア水からなる
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記薬液を供給して前記処理槽内の前記処理液を前記薬液で置換する工程の後に、前記処理槽の前記第２領域に薬液を供給するとともに前記整流部材を介して前記第２領域から前記第１領域に前記薬液を流入させ、前記第１領域内の少なくとも前記被処理基板の近傍において上昇流を形成しながら、前記被処理基板を前記処理槽内において前記薬液に浸漬させておく工程を、さらに備える
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項９】
前記水を供給して前記処理槽内の前記薬液を前記水で置換する工程の後に、前記処理槽の前記第１領域に水を供給して、前記第１領域内の少なくとも前記被処理基板の近傍において液体を攪拌する工程を、さらに備える
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１０】
前記水を供給して前記処理槽内の第１領域内において液体を攪拌する工程において、前記第１領域に水を供給するとともに、前記処理槽の前記第２領域に水を供給する
ことを特徴とする請求項９に記載の基板処理方法。
【請求項１１】
前記工程のうちの少なくとも一つの工程において、前記処理槽内の液体に超音波を発生させる
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項１２】
被処理基板を収容する第１領域と、前記第１領域の下方に配置された第２領域と、を含む処理槽と、
前記処理槽内の前記第１領域と前記第２領域との間に設けられた整流部材と、
前記処理槽の前記第２領域に接続され、少なくとも薬液および水を前記処理槽の前記第２領域内に供給し得る下側供給管と、
前記下側供給管に連結され、前記下側供給管からの液体の供給を切り換える切換機構と、
前記切換機構に接続され、前記下側供給管から前記処理槽の前記第２領域内への液体の供給を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
処理液を貯留するとともに被処理基板を収容した前記処理槽の前記第２領域に薬液を供給するとともに前記整流部材を介して前記第２領域から前記第１領域に前記薬液を流入させ、前記第１領域内の少なくとも前記被処理基板の近傍において上昇流を形成しながら、前記処理槽内の前記処理液を前記薬液で置換し、
その後、前記処理槽の前記第２領域に水を供給するとともに前記整流部材を介して前記第２領域から前記第１領域に前記水を流入させ、前記第１領域内の少なくとも前記被処理基板の近傍において上昇流を形成しながら、前記処理槽内の前記薬液を前記水で置換する、ように前記切換機構を制御する
ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項１３】
前記制御装置は、
前記処理槽内の前記処理液を前記薬液で置換する際に、前記処理槽内に供給される前記薬液の単位時間あたりの供給量が、前記処理槽内の前記薬液を前記水で置換する際に、前記処理槽内に供給される前記水の単位時間あたりの供給量と実質的に同一になる、ように前記切換機構を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項１４】
前記整流部材は多数の貫通孔が形成された整流板を有し、
前記第２領域に供給された液体は、前記整流板の貫通孔を介し、前記第１領域から前記第２領域に流入するようになる
ことを特徴とする請求項１２または１３に記載の基板処理装置。
【請求項１５】
前記処理槽の前記第１領域に接続され、前記処理槽の前記第１領域内に液体を供給し得る上側供給管を、さらに備え、
前記切換機構は、前記上側供給管と連結され、前記上側供給管からの液体の供給を切り換えるようになっており、
前記制御装置は、前記上側供給管と接続され、前記上側供給管から前記処理槽の前記第１領域内への液体の供給を制御する
ことを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１６】
鉛直方向に沿った配置位置が互いに異なるようにして前記処理槽の第１領域内に設けられた複数の吐出部材を、さらに備え、
前記上側供給管は前記吐出部材に連結され、前記吐出部材を介して前記処理槽の第１領域内に液体が吐出される
ことを特徴とする請求項１５に記載の基板処理装置。
【請求項１７】
前記制御装置は、
前記下側供給管から前記処理槽内に薬液を供給する前に、前記上側供給管から前記第１領域に前記処理液を供給するとともに、前記下側供給管から前記第２領域に前記処理液を供給して、前記処理槽内に前記処理液を貯留する、ように前記切換機構を制御する
ことを特徴とする請求項１５または１６に記載の基板処理装置。
【請求項１８】
前記制御装置は、
前記下側供給管から前記処理槽内に水を供給した後に、前記上側供給管から前記第１領域に水を供給して、前記第１領域内の少なくとも前記被処理基板の近傍において液体を攪拌する、ように前記切換機構を制御する
ことを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項１９】
前記制御装置は、
前記処理槽内の第１領域内において液体を攪拌する際に、前記上側供給管から前記第１領域に水を供給するとともに、前記下側供給管から前記第２領域に水を供給する、ように切換機構を制御する
ことを特徴とする請求項１８に記載の基板処理装置。
【請求項２０】
前記制御装置は、
前記下側供給管から前記薬液を供給して前記処理槽内の前記処理液を前記薬液で置換した後に、前記下側供給管から前記第２領域に薬液を供給し続けるとともに前記整流部材を介して前記第２領域から前記第１領域に前記薬液を流入させ、前記第１領域内の少なくとも前記被処理基板の近傍において上昇流を形成しながら、前記被処理基板を前記処理槽内において前記薬液に浸漬させる、ように前記切換機構を制御する
ことを特徴とする請求項１２乃至１９のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項２１】
前記処理槽内の液体に超音波を発生させる超音波発生装置をさらに備える
ことを特徴とする請求項１２乃至２０のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項２２】
前記処理液は水である
ことを特徴とする請求項１２乃至２１のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項２３】
前記薬液はアンモニア水からなる
ことを特徴とする請求項１２乃至２２のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項２４】
被処理基板を収容する第１領域と前記第１領域の下方に配置された第２領域とを含む処理槽と、前記処理槽内の前記第１領域と前記第２領域との間に設けられた整流部材と、を備えた基板処理装置を制御する制御装置によって実行されるプログラムであって、
前記制御装置によって実行されることにより、
前記処理槽の前記第１領域内に被処理基板を配置し、前記処理槽に貯留された処理液に被処理基板を浸漬する工程と、
前記処理槽の前記第２領域に薬液を供給するとともに前記整流部材を介して前記第２領域から前記第１領域に前記薬液を流入させ、前記第１領域内の少なくとも前記被処理基板の近傍において上昇流を形成しながら、前記処理槽内の前記処理液を前記薬液で置換する工程と、
前記処理槽の前記第２領域に水を供給するとともに前記整流部材を介して前記第２領域から前記第１領域に前記水を流入させ、前記第１領域内の少なくとも前記被処理基板の近傍において上昇流を形成しながら、前記処理槽内の前記薬液を前記水で置換する工程と、を含む被処理基板の処理方法を
基板処理装置に実施させることを特徴とするプログラム。
【請求項２５】
被処理基板を収容する第１領域と前記第１領域の下方に配置された第２領域とを含む処理槽と、前記処理槽内の前記第１領域と前記第２領域との間に設けられた整流部材と、を備えた基板処理装置を制御する制御装置によって実行されるプログラムが記録された記録媒体であって、
前記プログラムが前記制御装置によって実行されることにより、
前記処理槽の前記第１領域内に被処理基板を配置し、前記処理槽に貯留された処理液に被処理基板を浸漬する工程と、
前記処理槽の前記第２領域に薬液を供給するとともに前記整流部材を介して前記第２領域から前記第１領域に前記薬液を流入させ、前記第１領域内の少なくとも前記被処理基板の近傍において上昇流を形成しながら、前記処理槽内の前記処理液を前記薬液で置換する工程と、
前記処理槽の前記第２領域に水を供給するとともに前記整流部材を介して前記第２領域から前記第１領域に前記水を流入させ、前記第１領域内の少なくとも前記被処理基板の近傍において上昇流を形成しながら、前記処理槽内の前記薬液を前記水で置換する工程と、を含む被処理基板の処理方法を
基板処理装置に実施させることを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理基板に対して二種類以上の処理液を用いて複数の処理を一つの処理槽内において行う基板処理装置に係り、とりわけ被処理基板の板面内における処理の均一性を向上させることができる基板処理装置に関する。
【０００２】
また、本発明は、被処理基板に対して二種類以上の処理液を用いて複数の処理を一つの処理槽内において行う基板処理方法に係り、とりわけ被処理基板の板面内における処理の均一性を向上させることができる基板処理方法に関する。
【０００３】
さらに、本発明は、被処理基板に対して二種類以上の処理液を用いて複数の処理を一つの処理槽内において行う基板処理方法であって被処理基板の板面内における処理の均一性を向上させることができる基板処理方法を、実行するための基板処理プログラム、並びに、当該基板処理プログラムを記録したプログラム記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００４】
従来、半導体ウエハやガラス基板等の被処理基板を、処理液に浸漬することによって処理することが、広く行われてきた。そして、一つの処理槽内に二種類以上の処理液を順次供給して複数の処理を同一の処理槽内で行う基板処理装置および基板処理方法が知られている（例えば、特許文献１乃至特許文献３）。
【０００５】
特許文献１には、薬液を用いた処理と、その後に行われる純水を用いたリンス処理と、を同一槽内において実施する例が開示されている。この例では、薬液が貯留された処理槽内に被処理基板を浸漬し、処理槽内に攪拌流が形成されるようにして当該薬液を補充しながら、被処理基板が処理されていく。このような方法によれば、薬液の濃度を処理槽内において均一にすることができる。また、リンス処理は、処理槽内に攪拌流が形成されるようにして純水を処理槽内に供給する工程と、処理槽内に上昇流が形成されるようにして純水を処理槽内に供給する工程と、によって行われる。このようなリンス処理によれば、処理槽内の薬液を純水で置換することができるとともに、被処理基板をむらなくリンス処理することができる。
【０００６】
特許文献２には、上述した特許文献１に記載された処理方法と同様の処理方法が開示されている（特許文献２の第３の実施の形態）。ただし、リンス処理について、処理槽内に攪拌流が形成されるようにして純水を処理槽内に供給する工程と、処理槽内に上昇流が形成されるようにして純水を処理槽内に供給する工程と、のいずれを先に行ってもよい、と開示されている（特許文献２の段落００８３）。
【０００７】
一方、特許文献３においては、処理液を処理槽内に貯留するとともに処理槽内に上昇流が形成されるようにして当該処理液を処理槽内に補充している状態で、被処理基板が処理槽内に配置されて処理される。そして、特許文献３の構成を、複数種類の処理液を順次処理槽に供給しながら単一の処理槽で複数種の処理、例えばエッチング処理と水洗処理とを施すような装置に適用することができる、と開示されている（特許文献３の段落００３０）。
【特許文献１】特開平８−１９５３７２
【特許文献２】特開２００１−２７４１３３
【特許文献３】特許第３３４３０３３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２や特許文献３に開示されているように、処理槽内に上昇流が形成されるようにして処理槽内に純水を供給して処理槽内の薬液を純水で置換していくと、特許文献１の〔発明が解決しようとしている課題〕の欄に記載されているように、被処理基板の板面のうち当該被処理基板が処理槽内に配置された際に上方に配置される部分と下方に配置される部分との間で、処理の程度がばらつく虞がある。
【０００９】
また、本件発明者らが鋭意研究を重ねたところ、特許文献１に開示された方法によれば、薬液の種類によっては被処理基板の板面内における処理の均一性を確保することができるものの、一部の薬液を用いた場合には、被処理基板の板面内における処理の均一性が著しく低下する、ことが見出された。
【００１０】
すなわち、本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、被処理基板に対して異なる処理液を用いた複数の処理を一つの処理槽内において行う基板処理装置および基板処理方法であって、被処理基板の板面内における処理の均一性を向上させることができる基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的とする。また、本発明は、被処理基板に対して二種類以上の処理液を用いて複数の処理を一つの処理槽内において行う基板処理方法であって被処理基板の板面内における処理の均一性を向上させることができる基板処理方法を、実行するための基板処理プログラム、並びに、当該基板処理プログラムを記録したプログラム記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本件発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、被処理基板との反応性が著しく高い処理液を用いて処理する場合、例えば、アンモニア水を用いてシリコンウエハをエッチングする場合、被処理基板の板面に対する処理の進行度合いは、被処理基板の板面近傍における処理液の濃度だけでなく、被処理基板の板面近傍における処理液の液流、例えば流速にも影響を受け得る、との知見を得た。そして、以下に説明するように、本件はこのような知見に基づき、上述した課題を解決しようとするものである。
【００１２】
本発明による基板処理方法は、整流部材が内部に設けられ、前記整流部材の上側に位置する第１領域と前記整流部材の下側に位置する第２領域とを含む処理槽の、前記第１領域内に被処理基板を配置し、前記処理槽に貯留された処理液に被処理基板を浸漬する工程と、前記処理槽の前記第２領域に薬液を供給するとともに前記整流部材を介して前記第２領域から前記第１領域に前記薬液を流入させ、前記第１領域内の少なくとも前記被処理基板の近傍において上昇流を形成しながら、前記処理槽内の前記処理液を前記薬液で置換する工程と、前記処理槽の前記第２領域に水を供給するとともに前記整流部材を介して前記第２領域から前記第１領域に前記水を流入させ、前記第１領域内の少なくとも前記被処理基板の近傍において上昇流を形成しながら、前記処理槽内の前記薬液を前記水で置換する工程と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
このような基板処理方法によれば、被処理基板を収容するとともに処理液を貯留した処理槽内に上昇流が形成されるようにして、薬液が処理槽内に供給される。また、処理槽内が薬液によって置換された後、処理槽内に上昇流が形成されるようにして、水が処理槽内に供給される。いずれの場合も、少なくとも前記被処理基板の近傍において上昇流が形成される。したがって、上昇流を均一にすることによって、被処理基板の板面近傍における液体の流れ方を、板面内にわたって略均一とすることができる。この結果、液体の種類によらず、被処理基板の板面内における処理の均一性を向上させることができる。
【００１４】
なお、このような基板処理方法によれば、強い反応性を有したアンモニア水からなる薬液を用いた場合であっても、シリコンウエハ等の被処理基板を略均一に処理することができる。ここでいう「アンモニア水からなる薬液」とは、アンモニアを主成分として含んだ水溶液を指し示し、アンモニアとともにアンモニア以外の一種類以上の成分（例えば界面活性剤）が微量に混入された水溶液も含む概念である。
【００１５】
また、薬液によって置換される処理液は水であることが好ましい。
【００１６】
本発明による基板処理方法において、前記処理槽内の前記処理液を前記薬液で置換する工程にて前記処理槽内に供給される前記薬液の単位時間あたりの供給量が、前記処理槽内の前記薬液を前記水で置換する工程にて前記処理槽内に供給される前記水の単位時間あたりの供給量と実質的に同一であるようにしてもよい。このような基板処理方法によれば、ウエハの板面内における処理の均一性、とりわけ、ウエハが処理槽内に配置された際の上下方向に相当する方向に沿ったウエハの板面内における処理の均一性をさらに向上させることができる。
【００１７】
また、本発明による基板処理方法において、前記被処理基板を前記処理槽の前記第１領域に配置する工程が、前記処理槽の前記第１領域に接続された上側供給管から前記第１領域に前記処理液を供給するとともに、前記処理槽の前記第２領域に接続された下側供給管から前記第２領域に前記処理液を供給して、前記処理槽内に前記処理液を貯留する工程を、有するようにしてもよい。このような基板処理方法によれば、処理槽内を処理液で迅速に満たすことができる。これにより、被処理基板の処理を効率的に行うことができる。また、このような基板処理方法において、前記被処理基板を前記処理槽の前記第１領域に配置する工程が、前記処理液を貯留された前記処理槽の前記第１領域内に前記被処理基板を配置する工程を、さらに有するようにしてもよい。このような基板処理方法によれば、被処理基板を安定して処理液に浸漬された状態とすることができる。
【００１８】
さらに、本発明による基板処理方法において、前記整流部材は多数の貫通孔を有するとともに前記処理槽内を前記第１領域と前記第２領域とに区分けする整流板からなり、前記第２領域に供給された液体は、前記整流板の貫通孔を介し、前記第２領域から前記第１領域に流入するようにしてもよい。このような基板処理方法によれば、簡易な構成からなる整流部材によって、水平方向における均一性を有した上昇流を処理槽の第１領域内に形成しながら、処理槽の第２領域から第１領域に液体を流入させることができる。
【００１９】
さらに、本発明による基板処理方法が、前記薬液を供給して前記処理槽内の前記処理液を前記薬液で置換する工程の後に、前記処理槽の前記第２領域に薬液を供給するとともに前記整流部材を介して前記第２領域から前記第１領域に前記薬液を流入させ、前記第１領域内の少なくとも前記被処理基板の近傍において上昇流を形成しながら、前記被処理基板を前記処理槽内において前記薬液に浸漬させておく工程を、さらに備えるようにしてもよい。このような基板処理方法によれば、被処理基板の板面内における処理の均一性を確保しつつ、被処理基板に対する処理の程度を調節することができる。
【００２０】
さらに、本発明による基板処理方法が、前記水を供給して前記処理槽内の前記薬液を前記水で置換する工程の後に、前記処理槽の前記第１領域に水を供給して、前記第１領域内の少なくとも前記被処理基板の近傍において液体を攪拌する工程を、さらに備えるようにしてもよい。このような基板処理方法によれば、被処理基板の近傍で液体が攪拌されるので、被処理基板の板面に付着した付着物を高い除去率で除去することができる。また、このような基板処理方法の前記水を供給して前記処理槽内の第１領域内において液体を攪拌する工程において、前記処理槽の前記第１領域に水を供給するとともに、前記処理槽の前記第２領域に水を供給するようにしてもよい。このような基板処理方法によれば、被処理基板から除去された付着物を処理槽内の上方に浮かび上がらせることを促進することができる。これにより、除去された付着物が再び被処理基板に付着してしまうことを防止することができる。
【００２１】
さらに、本発明による基板処理方法の前記工程のうちの少なくとも一つの工程において、前記処理槽内の液体に超音波を発生させるようにしてもよい。このような基板処理方法によれば、被処理基板の板面に付着した付着物を高い除去率で除去することができる。
【００２２】
本発明による基板処理装置は、被処理基板を収容する第１領域と、前記第１領域の下方に配置された第２領域と、を含む処理槽と、前記処理槽内の前記第１領域と前記第２領域との間に設けられた整流部材と、前記処理槽の前記第２領域に接続され、少なくとも薬液および水を前記処理槽の前記第２領域内に供給し得る下側供給管と、前記下側供給管に連結され、前記下側供給管からの液体の供給を切り換える切換機構と、前記切換機構に接続され、前記下側供給管から前記処理槽の前記第２領域内への液体の供給を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置が、処理液を貯留するとともに被処理基板を収容した前記処理槽の前記第２領域に薬液を供給するとともに前記整流部材を介して前記第２領域から前記第１領域に前記薬液を流入させ、前記第１領域内の少なくとも前記被処理基板の近傍において上昇流を形成しながら、前記処理槽内の前記処理液を前記薬液で置換し、その後、前記処理槽の前記第２領域に水を供給するとともに前記整流部材を介して前記第２領域から前記第１領域に前記水を流入させ、前記第１領域内の少なくとも前記被処理基板の近傍において上昇流を形成しながら、前記処理槽内の前記薬液を前記水で置換する、ように前記切換機構を制御する、ことを特徴とする。
【００２３】
このような基板処理装置によれば、被処理基板を収容するとともに処理液を貯留した処理槽内に上昇流が形成されるようにして、薬液が処理槽内に供給される。また、処理槽内が薬液によって置換された後、処理槽内に上昇流が形成されるようにして、水が処理槽内に供給される。いずれの場合も、少なくとも前記被処理基板の近傍において上昇流が形成される。したがって、上昇流を均一にすることによって、被処理基板の板面近傍における液体の流れ方を、板面内にわたって略均一とすることができる。この結果、液体の種類によらず、被処理基板の板面内における処理の均一性を向上させることができる。
【００２４】
なお、このような基板処理装置によれば、強い反応性を有したアンモニア水からなる薬液を用いた場合であっても、シリコンウエハ等の被処理基板を略均一に処理することができる。ここでいう「アンモニア水からなる薬液」とは、アンモニアを主成分として含んだ水溶液を指し示し、アンモニアとともにアンモニア以外の一種類以上の成分（例えば界面活性剤）が微量に混入された水溶液も含む概念である。また、薬液によって置換される処理液は水であることが好ましい。
【００２５】
本発明による基板処理装置において、前記制御装置が、前記処理槽内の前記処理液を前記薬液で置換する際に、前記処理槽内に供給される前記薬液の単位時間あたりの供給量が、前記処理槽内の前記薬液を前記水で置換する際に、前記処理槽内に供給される前記水の単位時間あたりの供給量と実質的に同一になる、ように前記切換機構を制御してもよい。このような基板処理装置によれば、ウエハの板面内における処理の均一性、とりわけ、ウエハが処理槽内に配置された際の上下方向に相当する方向に沿ったウエハの板面内における処理の均一性をさらに向上させることができる。
【００２６】
また、本発明による基板処理装置において、前記整流部材が多数の貫通孔が形成された整流板を有し、前記第２領域に供給された液体は、前記整流板の貫通孔を介し、前記第１領域から前記第２領域に流入するようにしてもよい。このような基板処理装置によれば、簡易な構成からなる整流部材によって、水平方向における均一性を有した上昇流を処理槽の第１領域内に形成しながら、処理槽の第２領域から第１領域に液体を流入させることができる。
【００２７】
さらに、本発明による基板処理装置が、前記処理槽の前記第１領域に接続され、前記処理槽の前記第１領域内に液体を供給し得る上側供給管を、さらに備え、前記切換機構は、前記上側供給管と連結され、前記上側供給管からの液体の供給を切り換えるようになっており、前記制御装置は、前記上側供給管と接続され、前記上側供給管から前記処理槽の前記第１領域内への液体の供給を制御するようにしてもよい。このような基板処理装置によれば、第１領域内に配置された被処理基板に対して、上側供給管から直接液体を供給することができる。これにより、被処理基板を適切に処理することができる。
【００２８】
また、このような基板処理装置が、鉛直方向に沿った配置位置が互いに異なるようにして前記処理槽の第１領域内に設けられた複数の吐出部材を、さらに備え、前記上側供給管は前記吐出部材に連結され、前記吐出部材を介して前記処理槽の第１領域内に液体が吐出されるようにしてもよい。さらに、このような基板処理装置において、前記制御装置が、前記下側供給管から前記処理槽内に薬液を供給する前に、前記上側供給管から前記第１領域に前記処理液を供給するとともに、前記下側供給管から前記第２領域に前記処理液を供給して、前記処理槽内に前記処理液を貯留する、ように前記切換機構を制御する、ようにしてもよい。このような基板処理装置によれば、処理槽内を処理液で迅速に満たすことができる。これにより、被処理基板の処理を効率的に行うことができる。
【００２９】
さらに、このような基板処理装置において、前記制御装置が、前記下側供給管から前記処理槽内に水を供給した後に、前記上側供給管から前記第１領域に水を供給して、前記第１領域内の少なくとも前記被処理基板の近傍において液体を攪拌する、ように前記切換機構を制御する、ようにしてもよい。このような基板処理装置によれば、被処理基板の近傍で液体が攪拌されるので、被処理基板の板面に付着した付着物を高い除去率で除去することができる。また、このような基板処理装置において、前記制御装置が、前記処理槽内の第１領域内において液体を攪拌する際に、前記上側供給管から前記第１領域に水を供給するとともに、前記下側供給管から前記第２領域に水を供給する、ように切換機構を制御する、ようにしてもよい。このような基板処理装置によれば、被処理基板から除去された付着物を処理槽内の上方に浮かび上がらせることを促進させることができる。これにより、除去された付着物が再び被処理基板に付着してしまうことを防止することができる。
【００３０】
さらに、本発明による基板処理装置において、前記制御装置が、前記下側供給管から前記薬液を供給して前記処理槽内の前記処理液を前記薬液で置換した後に、前記下側供給管から前記第２領域に薬液を供給し続けるとともに前記整流部材を介して前記第２領域から前記第１領域に前記薬液を流入させ、前記第１領域内の少なくとも前記被処理基板の近傍において上昇流を形成しながら、前記被処理基板を前記処理槽内において前記薬液に浸漬させる、ように前記切換機構を制御する、ようにしてもよい。このような基板処理装置によれば、被処理基板の板面内における処理の均一性を確保しつつ、被処理基板に対する処理の程度を調節することができる。
【００３１】
さらに、本発明による基板処理装置が、前記処理槽内の液体に超音波を発生させる超音波発生装置をさらに備えるようにしてもよい。このような基板処理装置によれば、被処理基板の板面に付着した付着物を高い除去率で除去することができる。
【００３２】
本発明によるプログラムは、被処理基板を収容する第１領域と前記第１領域の下方に配置された第２領域とを含む処理槽と、前記処理槽内の前記第１領域と前記第２領域との間に設けられた整流部材と、を備えた基板処理装置を制御する制御装置によって実行されるプログラムであって、前記制御装置によって実行されることにより、前記処理槽の前記第１領域内に被処理基板を配置し、前記処理槽に貯留された処理液に被処理基板を浸漬する工程と、前記処理槽の前記第２領域に薬液を供給するとともに前記整流部材を介して前記第２領域から前記第１領域に前記薬液を流入させ、前記第１領域内の少なくとも前記被処理基板の近傍において上昇流を形成しながら、前記処理槽内の前記処理液を前記薬液で置換する工程と、前記処理槽の前記第２領域に水を供給するとともに前記整流部材を介して前記第２領域から前記第１領域に前記水を流入させ、前記第１領域内の少なくとも前記被処理基板の近傍において上昇流を形成しながら、前記処理槽内の前記薬液を前記水で置換する工程と、を含む被処理基板の処理方法を、基板処理装置に実施させることを特徴とする。
【００３３】
本発明による記録媒体は、被処理基板を収容する第１領域と前記第１領域の下方に配置された第２領域とを含む処理槽と、前記処理槽内の前記第１領域と前記第２領域との間に設けられた整流部材と、を備えた基板処理装置を制御する制御装置によって実行されるプログラムが記録された記録媒体であって、前記プログラムが前記制御装置によって実行されることにより、前記処理槽の前記第１領域内に被処理基板を配置し、前記処理槽に貯留された処理液に被処理基板を浸漬する工程と、前記処理槽の前記第２領域に薬液を供給するとともに前記整流部材を介して前記第２領域から前記第１領域に前記薬液を流入させ、前記第１領域内の少なくとも前記被処理基板の近傍において上昇流を形成しながら、前記処理槽内の前記処理液を前記薬液で置換する工程と、前記処理槽の前記第２領域に水を供給するとともに前記整流部材を介して前記第２領域から前記第１領域に前記水を流入させ、前記第１領域内の少なくとも前記被処理基板の近傍において上昇流を形成しながら、前記処理槽内の前記薬液を前記水で置換する工程と、を含む被処理基板の処理方法を、基板処理装置に実施させることを特徴とする。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態においては、本発明をシリコンウエハ（半導体ウエハ）のエッチング処理およびその後のリンス処理に適用した例を説明する。ただし、本発明は、エッチング処理およびその後のリンス処理への適用に限られるものではなく、広く基板の処理に適用することができる。
【００３５】
図１乃至図８は本発明による基板処理装置、基板処理方法、基板処理プログラム、および、プログラム記録媒体の一実施の形態を説明するための図である。このうち図１は基板処理装置の概略構成を示す図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面を示す断面図であり、図３乃至図８は図１に示された基板処理装置を用いて行われ得る基板処理方法を説明するための図である。
【００３６】
図１に示すように、本実施の形態における基板処理装置１０は、ウエハＷを収容する処理槽１２と、処理槽１２内に処理液を供給する液供給設備４０と、被処理ウエハ（被処理基板）Ｗを保持する保持部材（ウエハボートとも呼ぶ）２０と、各構成要素の動作を制御する制御装置１８と、を備えている。図１に示すように、処理槽１２内には整流部材２８が設けられている。この整流部材２８によって、処理槽１２の内部が、整流部材２８の上側に位置する第１領域１２ａと、整流部材の下側に位置する第２領域１２ｂと、に区分けされる。
【００３７】
このような基板処理装置１０は、複数種類の処理液を液供給設備４０から処理槽１２内に順次供給していき、処理槽１２内に収容されたウエハＷに対して種々の処理を施していくための装置である。とりわけ本実施の形態においては、図１に示すように、基板処理装置１０が、処理槽１２内に貯留された処理液に超音波を発生させることができる超音波発生装置３０を、さらに備えている。したがって、本実施の形態における基板処理装置１０によれば、処理槽１２内に収容されたウエハＷを超音波洗浄することもできる。
【００３８】
以下、基板処理装置の各構成要素についてさらに詳述していく。
【００３９】
まず、液供給設備４０について詳述する。図１に示すように、液体供給設備４０は、処理槽１２の第２領域１２ｂに接続された下側供給管４１と、処理槽１２の第１領域１２ａに接続された第１乃至第３の上側供給管４２，４３，４４と、下側供給管４１および上側供給管４２，４３，４４と接続された純水供給管４８と、を有している。
【００４０】
純水供給管４８は純水源６４に連結されている。また、純水供給管４８には吐出機構６５が介設されている。この吐出機構６５を稼働させることにより、純水供給管４８から下側供給管４１および上側供給管４２，４３，４４へ処理液が供給されるようになる。また、図１に示すように、下側供給管４１および上側供給管４２，４３，４４と、純水供給管４８と、は切換機構５０を介して接続されている。この切換機構５０を操作することによって、下側供給管４１および上側供給管４２，４３，４４のうちの所望の供給管のみへ、純水供給管４８からの処理液を送り込むことができるようになる。なお、ここでいう「処理液」とは、処理に用いられる液体であり、純水だけでなく薬液も含む概念である。
【００４１】
このうち、純水源６４および吐出機構６５についてまず詳述する。純水源６４は、例えば処理液を貯留するタンク等、純水（ＤＩＷ）を貯留し得る公知の貯留設備等から構成され得る。一方、吐出機構６５は、例えばポンプ等、公知の設備や機器等から構成され得る。より具体的な例として、吐出機構６５として、エア圧力を調節することによって吐出量を調節し得るエア駆動式のベローズポンプを用いることができる。
【００４２】
上述したように、液供給設備４０は制御装置１８に接続されている。そして、吐出機構６５は制御装置１８によって制御されるようになっている。具体的には、吐出機構６５の駆動および停止、吐出機構６５の駆動時における処理液の供給流量等が、制御装置１８によって制御されるようになっている。なお、吐出機構６５がエア駆動式のベローズポンプの場合にはエア圧力を制御することにより、吐出機構６５がエア駆動式のベローズポンプ以外の場合には、例えば入力となる電力量を制御することにより、吐出機構６５の駆動時におけるポンプの吐出量を調節することができる。
【００４３】
次に、切換機構５０について詳述する。図１に示すように、本実施の形態において、切換機構５０は第１乃至第６の開閉バルブ５１，５２，５３，５４，５５，５６を有している。
【００４４】
このうち、第１開閉バルブ５１は、下側供給管４１と連結されている。また、第２開閉バルブ５２は第１上側供給管４２と連結されている。さらに、第３開閉バルブ５３は第２上側供給管４３と連結されている。さらに、第４開閉バルブ５４は第３上側供給管４４と連結されている。そして、第１乃至第４開閉バルブ５１−５４は、純水供給管４８と、各バルブ５１−５４に連結された供給管４１−４４と、の接続状態（連通状態）を開閉するようになっている。すなわち、各開閉バルブ５１−５４を開閉させることにより、各供給管４１−４４を介した処理槽１２内への処理液の供給を制御することができる。
【００４５】
ところで、本実施の形態において、液供給設備４０は、異なる薬液要素を貯留した複数の薬液要素源６１，６２を有している。この液供給設備４０においては、薬液要素源６１，６２から供給される薬液要素と、純水源６４から供給される純水とを混合して、所望の濃度の薬液（処理液）を生成することができる。図示する例においては、高濃度のアンモニア水（ＮＨ4ＯＨ）を薬液要素として貯留した第１薬液要素源６１と、フッ化水素（ＨＦ）を高濃度で含んだフッ化水素水を薬液要素として貯留した第２薬液要素源６２と、が設けられている。
【００４６】
図１に示すように、上述した切換機構５０の第５開閉バルブ５５が第１薬液要素源６１と連結され、第６開閉バルブ５６が第２薬液要素源６２と連結されている。したがって、第５開閉バルブ５５を開くことにより、純水供給管４８から送り込まれる純水に第１薬液要素源６１から送り込まれてくる高濃度のアンモニア水を混入させ、処理液として所望の濃度のアンモニア水を生成することができる。また、第６開閉バルブ５６を開くことにより、純水供給管４８から送り込まれる純水に第２薬液要素源６２から送り込まれてくる高濃度のフッ化水素水を混入させ、処理液として所望の濃度のフッ化水素水を生成することができる。
【００４７】
切換機構５０は制御装置１８に接続されている。第１乃至第６開閉バルブ５１−５６の開閉動作および開度は、制御装置１８によって制御される。これにより、各供給管４１−４４を介し、純水または所望の濃度の薬液を所望の流量で処理槽１２内へ供給することができる。
【００４８】
なお、このような切換機構５０の構成は、単なる例示に過ぎない。所望の供給管４１−４４を介して所望の濃度の処理液を所望の流量で処理槽１２内へ供給し得る公知の設備や機器等を、切換機構５０として用いることができる。
【００４９】
次に、下側供給管４１および第１乃至第３上側供給管４２，４３，４４について詳述する。図１に示すように、本実施の形態において、液供給設備４０は、処理槽１２に取り付けられ処理槽１２内に処理液を吐出する第１乃至第４の吐出部材７１，７２，７３，７４をさらに有している。そして、各供給管４１−４４の端部は、処理槽１２内に処理液を吐出する第１乃至第４の吐出部材７１−７４に連結されている。
【００５０】
図１に示すように、各吐出部材７１，７２，７３，７４は、異なる四つの上下方向位置（鉛直方向位置）において、処理槽１２に取り付けられている。このうち第１吐出部材７１は、処理槽１２の第２領域１２ｂ内に配置されており、下側供給管４１と連結されている。第２吐出部材７２は、処理槽１２の第１領域１２ａ内の最下方に配置されており、第１上側供給管４２と連結されている。また、第３吐出部材７３は、処理槽１２の第１領域１２ａ内において第２吐出部材７２よりも上下方向（鉛直方向）における上方の位置に配置されており、第２上側供給管４３と連結されている。さらに、第４吐出部材７４は、処理槽１２の第１領域１２ａ内において第２吐出部材７２および第３吐出部材７３よりも上下方向における上方の位置に配置されており、第３上側供給管４４と連結されている。
【００５１】
なお、図１に示すように、第２の吐出部材７２から吐出された処理液は、主に、処理槽１２の第１領域１２ａ内に配置されたウエハＷの下方領域の周囲に供給されるようになる。また、図１に示すように、第３の吐出部材７３から吐出された処理液は、主に、処理槽１２の第１領域１２ａ内に配置されたウエハＷの中央領域の周囲に供給されるようなる。さらに、図１に示すように、第４の吐出部材７４から吐出された処理液は、主に、処理槽１２の第１領域１２ａ内に配置されたウエハＷの上方領域の周囲に供給されるようになる。
【００５２】
図２には、処理槽１２の断面視により、第４吐出部材７４が図示されている。なお、本実施の形態において、第１乃至第４の吐出部材７１，７２，７３，７４は上下方向における配置位置が異なるだけであり、図２に示された第４吐出部材７４は、第１乃至第３吐出部材７１，７２，７３と同一の構成となっている。図１および図２に示すように、本例において、各吐出部材７１，７２，７３，７４は、処理槽１２の対向する側壁に設けられた一対のノズルによって構成されている。ノズルは処理槽１２の壁面に沿って水平方向に延びる細長状の筒状の部材として形成されている。各吐出部材７１，７２，７３，７４をなしている二つの筒状部材は、上下方向において互いに同一位置に配置されている（図１参照）。
【００５３】
吐出部材７１，７２，７３，７４をなす筒状部材の一方の端部は閉鎖され、他方の端部は対応する供給管４１，４２，４３，４４と連結されている。図２に示すように、各筒状部材には、その長手方向に沿い一定の間隔を空けて配置された多数の吐出口７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａが設けられている。吐出口７１ａ，７２ａ，７３ａ，７４ａの配置位置は、後述するように、保持部材２０によって保持された被処理ウエハＷの配置位置に基づき、決定されている。なお、各吐出部材７１，７２，７３，７４からの吐出方向は適宜変更することが可能となっていることが好ましい。
【００５４】
ただし、このような吐出部材７１，７２，７３，７４の構成は、単なる例示に過ぎず、公知の部材等を用いることができる。また、吐出部材を省略し、各供給管４１−４４が処理槽と直接連結されるようにしてもよい。
【００５５】
ところで、図１に示すように、純水供給管４８に、純水供給管４８内を流れる処理液の種々の条件を調整する調整装置６７を介設するようにしてもよい。このような調整装置６７として、処理液の溶存ガス濃度を調整するガス濃度調整装置や、処理液中に含まれる気泡の量を調整する気泡量調整装置や、処理液の温度を調整する温度調整装置等が選択され得る。
【００５６】
次に、以上のような液供給設備４０から処理液を受ける処理槽１２について詳述する。処理槽１２は、図１および図２に示すように略直方体の輪郭を有している。処理槽１２には、後述するようにウエハＷを出し入れするための上方開口１２ｃが形成されている。また、処理槽１２の底部には、貯留した処理液を排出するための排出管１３が開閉可能に設けられている。
【００５７】
また、図１に示すように、処理槽１２の上方開口１２ｃを取り囲むようにして、外槽１５が設けられている。この外槽１５は、処理槽１２の上方開口１２ｃからあふれ出た処理液を回収するようになっている。また、処理槽１２と同様に、外槽１５にも回収した処理液を排出するための排出管１６が開閉可能に設けられている。
【００５８】
このような処理槽１２および外槽１５は、例えば、耐薬品性に富んだ石英等を用いて形成される。また、処理槽１２の底部の厚みは、後に説明する超音波発生装置３０からの超音波を透過させることができるよう、処理槽１２をなす材料の種類および超音波発生装置３０から照射される超音波の周波数等を考慮して決定される。
【００５９】
なお、処理槽１２および外槽１５の排出管１３，１６から排出された処理液は、そのまま廃棄されてもよいし、フィルタ等を介して処理槽１２内に再度供給されるようにしてもよい。外槽１５に回収された処理液を再利用する場合、例えば、図１に点線で示すように、外槽１５と純水源６４とに接続された循環用配管１６ａを設けるようにすればよい。
【００６０】
次に、処理槽１２内に配置された整流部材２８について詳述する。整流部材２８は、処理槽１２の第２領域１２ｂから第１領域１２ａへ流れ込む処理液の流れを整え、処理槽１２内の第１領域１２ａ内において上昇流を形成するための部材である。なお、ここでいう「上昇流」とは、下側から上側に向かう流れを意味するものであり、上下方向（鉛直方向）と平行な流れに限定されるものではない。
【００６１】
図１および図２に示すように、本実施の形態において、整流部材２８は、多数の貫通孔２９を有する整流板からなっている。整流板２８はその板面が水平面と平行となるように支持されている。図２に示すように、処理槽１２の第１領域１２ａ内に収容されたウエハＷの直下の領域を含む整流板２８のほぼ全面に、円形状の貫通孔２９が形成されている。また、本例において、貫通孔２９は、整流板２８上において規則的に配置されている。したがって、このような整流板２８によれば、処理槽１２の第１領域１２ａ内の仮想水平面の各位置を略均一な流速で上下方向に沿って通過する上昇流を、処理槽１２の第１領域１２ａに形成することが可能となる。つまり、水平方向位置による速度ばらつきが低減された上下方向に沿った上昇流を、処理槽１２の第１領域１２ａの略全域にわたって形成することが可能となる。
【００６２】
整流板２８は、処理槽１２と同様の材料から形成され得る。また、整流板２８の厚みは、上述した処理槽１２の底部の厚みと同様に、超音波発生装置３０からの超音波を透過させることができるよう、整流板２８をなす材料の種類および超音波発生装置３０から照射される超音波の周波数等を考慮して決定される。
【００６３】
なお、このような構成からなる整流部材２８は単なる例示であって、公知の種々の整流部材を用いることができる。
【００６４】
次に、ウエハＷを保持する保持部材２０について説明する。図１および図２に示すように、保持部材２０は、略水平方向に延びる４本の棒状部材２２と、４本の棒状部材２２を片側から片持支持する基部２４と、を有している。棒状部材２２は、一度に処理される複数のウエハＷ、例えば５０枚のウエハＷを下方から支持するようになっている。このため、各棒状部材２２には、その長手方向に沿い一定間隔を空けて配列された溝（図示せず）が形成されている。ウエハＷは、この溝に係合し、各ウエハＷの板面が棒状部材の延びる方向と略直交するようにして、すなわち、各ウエハＷの板面が上下方向に沿うようにして、保持部材２０によって保持されるようになる（図１参照）。
【００６５】
ところで、図２から理解できるように、上述した吐出部材７１−７４の吐出口７１ａ−７４ａの配置ピッチは、保持部材２０に保持されたウエハＷの配置ピッチと略同一となっている。とりわけ処理槽１２の第１領域１２ａに処理液を直接供給する第２乃至第４の吐出部材７２，７３，７４の各吐出口７２ａ，７３ａ，７４ａは、保持部材２０に保持された隣り合うウエハＷの間に処理液を吐出することができるよう、配列されている。
【００６６】
一方、保持部材２０の基部２４は、図示しない昇降機構に連結されている。この昇降機構によってウエハＷを保持した保持部材２０を降下させることにより、処理槽１２の第１領域１２ａ内にウエハＷを収容することが可能となり、また、処理槽１２に貯留された処理液中にウエハＷを浸漬することも可能となる。
【００６７】
なお、昇降機構は制御装置１８に接続されている。処理槽１２の第１領域１２ａ内へのウエハＷの収容、および、処理槽１２の第１領域１２ａからのウエハＷの排出は、制御装置１８によって制御されるようになっている。
【００６８】
次に、超音波発生装置３０について説明する。図１に示すように、超音波発生装置３０は、処理槽１２の底部外面に取り付けられた振動子３８と、振動子３８を駆動するための高周波駆動電源３２と、高周波駆動電源３２に接続された超音波発振器３４と、を有している。本実施の形態においては、複数の振動子３８が設けられており、各振動子３８が処理槽１２の底部外面を部分的に占めるよう配列されている。また、図１に示すように、超音波発生装置３０は超音波発振器３４および各振動子３８に接続された駆動切換機構３６をさらに有している。この駆動切換機構３６によって、複数の振動子３８を全体駆動することと、一つまたは二以上の振動子３８を個別的に駆動することと、のいずれもが可能となっている。
【００６９】
振動子３８が駆動されて振動すると、処理槽１２の底部および整流部材２８を介し、処理槽１２の第１領域１２ａ内に貯留された処理液まで超音波が伝播する。これにより、処理槽１２内の処理液に超音波が発生させられる。なお、超音波発生装置３０は制御装置１８に接続されており、制御装置１８によって処理液への超音波の付与が制御されるようになっている。
【００７０】
次に、制御装置１８について説明する。上述したように、制御装置１８は、基板処理装置１０の各構成要素に接続され、各構成要素の動作を制御するようになっている。本実施の形態において、制御装置１８は、ＣＰＵからなるコントローラ１９ａと、このコントローラ１９ａに接続された記録媒体１９ｂと、を有している。記録媒体１９ｂには、後述する被処理ウエハＷの処理方法を実行するためのプログラムが、各種の設定データ等とともに格納されている。記録媒体１９ｂは、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリー、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭなどのディスク状記録媒体、その他の公知な記録媒体から構成され得る。
【００７１】
次に、主に図３乃至図８を用い、このような構成からなる基板処理装置１０によって行われ得るウエハＷの処理方法について説明する。
【００７２】
まず、第１の工程として、図３に示すように、処理槽１２内に純水を処理液として貯留する。具体的には、制御装置１８からの信号によって吐出機構６５が駆動され、純水源６４に貯留された純水が純水供給管４８内を切換機構５０へ向けて送り込まれる。純水供給管４８内を流れる純水は、調整装置６７によって、溶存ガス濃度、気泡の混入量、温度等を調整される。このとき、切換機構５０の第５開閉バルブ５５および第６開閉バルブ５６は、制御装置１８からの信号に基づき、閉鎖されている。したがって、純水供給管４８から送り込まれてくる純水に、第１薬液要素源６１および第２薬液要素源６２からの薬液要素が、混入されることはない。すなわち、処理槽１２内に処理液として純水が供給されるようなる。
【００７３】
またこのとき、切換機構５０の第１乃至第４の開閉バルブ５１，５２，５３，５４は、制御装置１８からの信号に基づき、すべて開放されている。したがって、下側供給管４１および第１乃至第３上側供給管４２，４３，４４の全ての供給管から、処理槽１２内に純水が供給される。このため、単位時間当たりの純水の供給量（例えば、４０〜９０ｌ／ｍｉｎ）を多く設定することができる。この結果、処理槽１２内に純水を短時間で効率的に貯留することができる。
【００７４】
次に、第２の工程として、処理槽１２の第１領域１２ａ内にウエハＷを収容する。具体的には、制御装置１８からの信号に基づき、昇降機構（図示せず）が保持部材２０を降下させる。このとき、保持部材２０は、所定枚（例えば５０枚）の被処理ウエハＷを保持している。この結果、複数枚のウエハＷが、処理槽１２の第１領域１２ａ内に収容されるようになるとともに、処理槽１２内に貯留された純水中に浸漬されるようになる。
【００７５】
なお、この第１の工程と第２の工程とを、逆の順番で実施することもできる。また、第１の工程と第２の工程とを並行して実施するようにしてもよい。
【００７６】
次に、第３の工程として、図４に示すように、下側供給管４１を介して処理槽１２の第２領域１２ｂへアンモニア水が供給され、処理槽１２内の純水がアンモニア水によって置換されていく。具体的には、まず、制御信号１８からの信号により、吐出機構６５の出力が低下する。また、切換機構５０の第５開閉バルブ５５が開放される。これにより、純水供給管４８から送り込まれてくる純水に、第１薬液要素源６１からの高濃度のアンモニア水が混入されるようになる。また、第２乃至第４開閉バルブ７２，７３，７４が閉鎖する。この結果、図４に示すように、所定濃度に薄められたアンモニア水（薬液）が処理液として、下側供給管４１を介し、処理槽１２の第２領域１２ｂへ所定流量（例えば、４０〜５０ｌ／ｍｉｎ）で供給されるようになる。
【００７７】
上述したように、下側供給管４１は一対の第１吐出部材７１に連結されている。下側供給管４１から送り込まれる薬液は、この第１吐出部材７１を介し、処理槽１２の第２領域１２ｂへ吐出される。本実施の形態において、一対の第１吐出部材７１は、対向する処理槽１２の一対の壁面に、対向するようにして対称的に配置されている。また、図４に示すように、各第１吐出部材７１は斜め下方に向けて薬液を吐出し、異なる吐出部材７１から吐出された薬液は第２領域１２ｂ内において対称的な流れを形成する。
【００７８】
したがって、一方の第１吐出部材７１から吐出された薬液と、他方の第１吐出部材７１から吐出された薬液とが、第２領域１２ｂの中央部において互いに衝突し、第１吐出部材７１からの吐出方向に沿った流れが打ち消される。このようにして、第２領域１２ｂ内における特定方向に沿った局所的な薬液の流れが、処理槽１２の壁面および整流板２８によって打ち消されるとともに、第２領域１２ｂ内の圧力が略均一に上昇するようになる。この結果、整流板２８の多数の貫通孔２９のそれぞれを略同一量の薬液が通過して、第２領域１２ｂから第１領域１２ａへと上下方向に沿って流れ込む。すなわち、第２領域１２ｂから第１領域１２ａ内への薬液の流入は、整流板２８上の略全領域にわたって略均一に行われるようになる。
【００７９】
以上のようにして、処理槽１２の第１領域１２ａ内に上昇流が形成され、処理槽１２内の純水が、処理槽１２の下側から薬液によって置換されていく。また、図４に示すように、薬液の処理槽１２内への供給にともない、それまで処理槽１２に貯留されていた処理液が、処理槽１２への薬液の流入量と略同一量だけ、処理槽１２の上方開口１２ｃから外槽１５に排出されていく。すなわち、本実施の形態によれば、処理槽１２内の純水を薬液（アンモニア水）によって効率的に置換していき、置換に要する薬液の量を節約することができる。
【００８０】
なお、第１領域１２ａ内のウエハＷの周囲にアンモニア水が供給されると、アンモニア水によるウエハＷのエッチングが開始される。上述したように、本実施の形態によれば、整流板２８上の略全領域から略均一に薬液が第１領域１２ａ内に流入する。したがって、第１領域１２ａ内に配置された状態での横方向（水平方向）に対応する方向に沿ったウエハＷに対する処理の均一性を確保することができる。
【００８１】
また、上述したように、第２領域１２ｂから第１領域１２ａに流入するアンモニア水によって、第１領域１２ａ内での液流が全体として上方に向かうようになる。したがって、処理槽１２内を漂う浮遊物、例えばエッチング処理によってウエハＷから除去されたパーティクルを処理槽１２内で上方に浮かび上がらせ、さらには、外槽１５へと流し出すことができる。これにより、ウエハＷに浮遊物（パーティクル）が付着してしまうことを防止することができる。
【００８２】
次に、第４の工程として、図５に示すように、アンモニア水（薬液）を処理槽１２へ補充しながら、ウエハＷをアンモニア水（薬液）中に浸漬しておく。具体的には、切換機構５０の開閉状態および吐出機構６５の稼働状態を、上述した第３の工程からそのままの状態に維持しておく。したがって、処理槽１２の第２領域１２ｂへ所定流量（例えば、４０〜５０ｌ／ｍｉｎ）でアンモニア水が供給され続ける。この工程は、例えば数分間の間、実施される。
【００８３】
この工程中、処理槽１２の第１領域１２ａ内に薬液の上昇流が形成される。また、図５に示すように、第２領域１２ｂから第１領域１２ａへの新たなアンモニア水の流入にともない、それまで処理槽１２に貯留されていたアンモニア水が、処理槽１２への新たなアンモニア水の流入量と同一量だけ、処理槽１２の上方開口１２ｃから外槽１５に排出されていく。すなわち、処理槽１２の第１領域１２ａ内に配置された被処理ウエハＷの周囲においてアンモニア水の濃度が一定に保たれるだけでなく、被処理ウエハＷの板面上におけるアンモニア水の流れ方、例えば流速が、板面内にわたって略均一となっている。したがって、処理されるべきシリコンウエハＷがアンモニア水に対して鋭い反応性を有するにもかかわらず、この工程中におけるエッチング量を被処理ウエハＷの板面内にわたって略均一とすることができる。
【００８４】
なお、上述した第３の工程と同様に、第２領域１２ｂから第１領域１２ａに流入するアンモニア水によって、第１領域１２ａ内での液流が全体として上方に向かうようになる。したがって、処理槽１２内を漂う浮遊物を処理槽１２内で上方に浮かび上がらせ、さらには、外槽１５へと流し出すことができる。これにより、ウエハＷに浮遊物（パーティクル）が付着してしまうことを防止することができる。
【００８５】
次に、第５の工程として、図６に示すように、下側供給管４１を介して処理槽１２の第２領域１２ｂへ純水が供給され、処理槽１２内のアンモニア水が純水によって置換されていく。具体的には、制御信号１８からの信号により、切換機構５０の第５開閉バルブ５５が閉鎖される。これにより、純水供給管４８から送り込まれてくる純水に対する、第１薬液要素源６１からの高濃度のアンモニア水の混入が停止する。一方、その他の切換機構５０の各開閉バルブの開閉状態および吐出機構６５の稼働状態は、上述した第４の工程からそのままの状態に維持される。この結果、処理槽１２の第２領域１２ｂへ所定流量（例えば、４０〜５０ｌ／ｍｉｎ）で純水が供給されるようになる。つまり、第３の工程から第５の工程まで、処理槽１２の第２領域１２ｂに供給される処理液の供給量は、略一定となっている。
【００８６】
上述したように、また、図６に示すように、各第１吐出部材７１は斜め下方に向けて純水を吐出し、異なる吐出部材７１から吐出された純水は第２領域１２ｂ内において対称的な流れを形成するようになる。したがって、一方の第１吐出部材７１から吐出された純水と、他方の第１吐出部材７１から吐出された純水とが、第２領域１２ｂの中央部において互いに衝突し、第１吐出部材７１からの吐出方向に沿った流れが打ち消される。このようにして、第２領域１２ｂ内における特定方向に沿った局所的な純水の流れが、処理槽１２の壁面および整流板２８によって打ち消されるとともに、第２領域１２ｂ内の圧力が略均一に上昇するようになる。この結果、整流板２８の多数の貫通孔２９のそれぞれを略同一量の純水が通過して、第２領域１２ｂから第１領域１２ａへと上下方向に沿って流れ込む。すなわち、第２領域１２ｂから第１領域１２ａ内への純水の流入は、整流板２８上の略全領域にわたって略均一に行われるようになる。
【００８７】
以上のようにして、処理槽１２の第１領域１２ａ内に上昇流が形成され、処理槽１２内のアンモニア水（薬液）が、処理槽１２の下側から純水によって置換されていく。また、図４に示すように、純水の処理槽１２内への供給にともない、それまで処理槽１２に貯留されていたアンモニア水が、処理槽１２への純水の流入量と略同一量だけ、処理槽１２の上方開口１２ｃから外槽１５に排出されていく。すなわち、本実施の形態によれば、処理槽１２内の薬液（アンモニア水）を純水によって効率的に置換していくことができる。
【００８８】
また、上述した第３および第４の工程と同様に、この第５の工程においても、第２領域１２ｂから第１領域１２ａに流入する純水によって、第１領域１２ａ内での液流が全体として上方に向かうようになる。したがって、処理槽１２内を漂う浮遊物を処理槽１２内で上方に浮かび上がらせ、さらには、外槽１５へと流し出すことができる。これにより、ウエハＷに浮遊物（パーティクル）が付着してしまうことを防止することができる。
【００８９】
なお、第１領域１２ａ内のウエハＷの周囲において、アンモニア水が純水に置換されると、アンモニア水によるウエハＷのエッチングが終了する。上述したように、本実施の形態によれば、整流板２８上の略全領域から略均一に純水が第１領域１２ａ内に流入する。したがって、第１領域１２ａ内に配置された状態での横方向（水平方向）に対応する方向に沿ったウエハＷに対する処理の均一性を確保することができる。
【００９０】
また、アンモニア水によるウエハＷのエッチングが開始してから終了するまでの間、処理槽１２の第１領域１２ａ内にアンモニア水の上昇流が常に形成されている。したがって、第１領域１２ａ内に配置された状態での横方向（水平方向）に対応する方向に沿ったウエハＷに対するエッチング量の均一性を確保することができる。
【００９１】
また、上述したように、処理槽１２内（とりわけ被処理ウエハＷの周囲）の処理液（純水）は下側から徐々に薬液（アンモニア水）によって置換されていく。同様に、上述したように、処理槽１２内（とりわけ被処理ウエハＷの周囲）の薬液（アンモニア水）は下側から徐々に純水によって置換されていく。したがって、図８に示すように、処理槽１２の第１領域１２ａ内に配置されたウエハＷのうち上側部分の周囲における薬液の濃度（図８の一点鎖線）と、下側部分の周囲における薬液の濃度（図８の実線）とは、処理槽１２内へ薬液の供給を開始した後の一定時間の間、および、処理槽１２内へ純水の供給を開始した後の一定時間の間、異なる値をとるようになる。すなわち、ウエハＷの板面のうち、ウエハＷが処理槽１２内に配置された際に上方に配置される部分と下方に配置される部分との間で、薬液による処理が実質的に開始されるタイミング並びに薬液による処理が実質的に終了するタイミングは異なる。しかしながら、上述した第３の工程における処理槽１２の第２領域１２ｂ内への薬液の単位時間あたりの供給流量と、第５の工程における処理槽１２の第２領域１２ｂ内への純水の単位時間あたりの供給流量と、を略同一にすることにより、実質的に薬液による処理が行われている時間を略同一にすることができる（図８参照）。したがって、ウエハＷが処理槽１２内に配置された際の上下方向に相当する方向に沿ったウエハＷの板面における処理の均一性を確保することもできる。
【００９２】
さらに、被処理ウエハに対する処理が進行し得る第３の工程から第５の工程においては、被処理ウエハＷの板面の周囲にて、均一な薬液の上昇流が形成されている。すなわち、被処理ウエハＷの板面上におけるアンモニア水の流れ方、例えば流速が、板面内にわたって略均一となっている。したがって、処理されるべきシリコンウエハＷがアンモニア水に対して鋭い反応性を有するにもかかわらず、エッチング量を被処理ウエハＷの板面内にわたって略均一とすることができる。
【００９３】
以上のようにして、第３の工程から第５の工程までの間に、ウエハＷをその板面の全領域にわたって略均一のエッチング量でエッチングすることができる。
【００９４】
次に、第６の工程として、図７に示すように、下側供給管４１並びに第１乃至第３上側供給管４２，４３，４４を介して処理槽１２に純水が供給される。具体的には、まず、制御信号１８からの信号により、吐出機構６５の出力が上昇する。また、切換機構５０の第２乃至第４開閉バルブ５２，５３，５４が開放される。この結果、図７に示すように、純水が、下側供給管４１および第１乃至第３上側供給管４２，４３，４４を介し、処理槽１２へ所定流量（例えば、８０ｌ／ｍｉｎ以上）で供給されるようになる。
【００９５】
上述したように、第１乃至第３上側供給管４２，４３，４４はそれぞれ一対の第２乃至第４吐出部材７２，７３，７４に連結されている。第１乃至第３上側供給管４２，４３，４４から送り込まれる純水は、この第２乃至第４吐出部材７２，７３，７４を介し、処理槽１２の第１領域１２ａ内へ直接吐出される。本実施の形態において、各対の吐出部材７２，７３，７４は、対向する処理槽１２の一対の壁面に、対向するようにして対称的に配置されている。また、第２乃至第４の吐出部材７２，７３，７４の各吐出口７２ａ，７３ａ，７４ａは、保持部材２０に保持された隣り合うウエハＷの間に純水を吐出することができるよう、配列されている。
【００９６】
したがって、対向する各対の吐出部材７２，７３，７４のうちの一方の吐出部材から吐出された純水と、他方の吐出部材から吐出された純水とが、ウエハＷとウエハＷとの間の隙間において衝突する。また、第２乃至第４吐出部材７２，７３，７４は、互いに異なる上下方向位置に配置されている。このため、処理槽１２の第１領域１２ａ内において（少なくとも被処理ウエハＷの板面の周囲において）、処理槽１２内に貯留された液体（純水）が激しく攪拌されるようになる。この結果、ウエハＷの周囲に滞留していたイオンレベルの薬液をも、ウエハＷの周囲から確実に流し去ることができる。また、ウエハＷに付着していた付着物（パーティクル）を当該ウエハＷから除去することができる。
【００９７】
また、本実施の形態において、下側供給管４１から処理槽１２の第２領域１２ｂ内にも純水が供給されている。第２領域１２ｂに供給された純水は、上述したように、整流板２８を通過して、整流板２８の全面にわたって略均一な上昇流（並進流）として、第１領域１２ａに流入する。そして、この第２領域１２ｂから第１領域１２ａに流入する純水によって、第１領域１２ａ内での液流が全体として上方に向かうようになる。したがって、ウエハＷの周囲に残留していた薬液やウエハＷから除去された付着物を処理槽１２内で上方に浮かび上がらせ、さらには、外槽１５へと流し出すことができる。これにより、ウエハＷのリンス処理をより確実に行うことができるとともに、除去された付着物が再びウエハＷに付着してしまうことを防止することができる。
【００９８】
このような第６の工程は、例えば数分間行われる。第６の工程が終了すると、保持部材２０部材が上昇し、ウエハＷが処理槽１２内から排出される。以上のようにして被処理ウエハＷに対する一連の処理が終了する。
【００９９】
以上のような本実施の形態によれば、第１領域１２ａ内において上昇流が形成されるようにして、被処理ウエハＷを収容するとともに処理液（純水）を貯留した処理槽１２内の第２領域１２ｂに薬液（アンモニア水）が供給される。また、処理槽１２内が薬液によって置換された後、第１領域１２ａ内において上昇流が形成されるようにして、純水が処理槽１２の第２領域１２ｂに供給される。いずれの場合も、少なくとも被処理ウエハＷの周囲において略均一な上昇流が形成される。したがって、被処理ウエハＷが処理槽１２内に配置された際の横方向に相当する方向に沿った被処理ウエハＷの板面における処理の均一性を確保することができる。
【０１００】
また、被処理ウエハＷの近傍において、処理槽１２内の処理液は下側から徐々に薬液によって置換されていく。同様に、被処理ウエハＷの近傍において、処理槽１２内の薬液は下方から徐々に水によって置換されていく。したがって、被処理ウエハＷの板面のうち、被処理ウエハＷが処理槽１２内に配置された際に上方に配置される部分および下方に配置される部分の間で、薬液による処理が実質的に開始されるタイミング並びに薬液による処理が実質的に終了するタイミングは異なるものの、実質的に薬液による処理が行われている時間を略同一にすることができる。したがって、被処理ウエハＷが処理槽１２内に配置された際の上下方向に相当する方向に沿った被処理ウエハＷの板面における処理の均一性を確保することができる。
【０１０１】
さらに、少なくとも処理槽１２の第１領域１２ａ内に配置された被処理ウエハＷの周囲において、薬液の上昇流が形成される。したがって、薬液の濃度が一定に保たれるだけでなく、被処理ウエハＷの板面上における薬液の流れ方、例えば流速が、板面内にわたって略均一となっている。このため、用いられる薬液の種類に依存することなく、被処理ウエハＷの板面における処理の均一性を確保することができる。
【０１０２】
これらにより、本実施の形態によれば、用いられる薬液の種類によらず、被処理ウエハＷを、その板面内における処理の程度の均一性を確保しながら、処理することができる。
【０１０３】
なお、上述した実施の形態に対して種々の変更を加えることができる。例えば、上述した実施の形態において、処理槽１２内に貯留された処理液（純水）を薬液（アンモニア水）で置換する際に、下側供給管４１のみから薬液が処理槽１２内に供給され、処理槽１２内に貯留された薬液（アンモニア水）を純水で置換する際に、下側供給管４１のみから純水が処理槽１２内に供給される例を示したが、これに限られない。下側供給管４１から処理槽１２内に薬液または純水を供給するとともに、並行して、第１乃至第３上側供給管４２，４３，４４のうちの少なくともいずれか一つの供給管から処理槽１２内に薬液または純水を供給するようにしてもよい。第１領域１２ａ内における液体の流動について上昇流が支配的となっていれば、あるいは、少なくともウ第１領域１２ａ内に収容されたウエハＷの周囲において上昇流が形成されていれば、ウエハＷをその板面内にわたって略均一に処理することができる。
【０１０４】
また、上述した実施の形態において、第６の工程中に全ての供給管４１，４２，４３，４４から処理槽１２内に処理液（純水）が供給される例を示したが、これに限られない。例えば、下側供給管４１からの純水の供給を停止してもよい。また、第１乃至第３上側供給管４１，４２，４３のうちの一つまたは二つから、純水が供給されるようにしてもよい。少なくとも第１領域１２ａ内に収容されたウエハＷの周囲に処理液が吐出され、貯留された液体がウエハＷの周囲で攪拌されていれば、当該ウエハＷに対するリンス処理をより確実に行うことができる。また、ウエハＷから高い除去効率で付着物を除去することができる。
【０１０５】
さらに、上述した実施の形態において、薬液としてアンモニア水を用いる例を示したが、これに限られず、薬液として種々の液体を用いることができる。上述したように、薬液の種類によらず、被処理ウエハＷをその板面内において略均一に処理することができる。
【０１０６】
さらに、上述した実施の形態において、基板処理装置１０が超音波発生装置３０を含む例を示したが、これに限られず、超音波発生装置３０は任意である。一方で、上述した基板処理方法中の各工程、例えば、上述した第３の工程（薬液による処理液の置換）、第４の工程（ウエハＷの薬液への浸漬）および第５の工程（純水による薬液の置換）において、超音波発生装置３０から処理槽１２内の処理液に超音波を発生させるようにしてもよい。このような方法によれば、被処理ウエハＷから高い除去効率でパーティクルを除去することができる。
【０１０７】
さらに、上述した実施の形態において、整流部材２８が多数の貫通孔２９を有する整流板からなる例を示したが、これに限られず、種々の公知の整流部材を適用することができる。また、処理槽１２の第１領域１２ａ内に配置された被処理ウエハＷの周囲において均一な上昇流を形成するため、処理槽１２の第２領域１２ｂ内に補助整流板を設けるようにしてもよい。例えば、下側供給管４１を介した第２領域１２ｂ内への液体の供給口（上述した実施の形態においては、第１吐出部材７１の吐出口７１ａ）に対面するようにして板状の補助整流板を設けることにより、下側供給管４１を介して供給された液体の供給方向に沿った局所的な流れを打ち消すことができる。また、下側供給管４１から第１吐出部材７１を介して処理槽１２の第２領域１２ｂ内に処理液が流れ込む例を示したが、これに限られず、第１吐出部材７１を省略することもできる。
【０１０８】
さらに、上述した実施の形態において、上下方向沿った異なる三つの位置から、処理槽１２の第１領域１２ａ内へ処理液を供給する例を示したが、これに限られない。上下方向に沿った一つまたは二つの位置からのみ、第１領域１２ａ内へ処理液が供給されるようにしてもよい。あるいは、上下方向に沿った四つ以上の位置から、第１領域１２ａ内へ処理液が供給されるようにしてもよい。
【０１０９】
なお、以上の説明においては、基板処理装置および基板処理方法を、ウエハＷに対するエッチング処理およびリンス処理に適用した例を示しているが、そもそもこれに限られず、ＬＣＤ基板やＣＤ基板に対するエッチング処理およびリンス処理に適用することができ、さらにはエッチング処理およびリンス処理以外の種々の処理に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】図１は、本発明による基板処理装置の一実施の形態の概略構成を示す図である。
【図２】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】図３は、本発明による基板処理方法の一実施の形態を説明するための図である。
【図４】図４は、本発明による基板処理方法の一実施の形態を説明するための図である。
【図５】図５は、本発明による基板処理方法の一実施の形態を説明するための図である。
【図６】図６は、本発明による基板処理方法の一実施の形態を説明するための図である。
【図７】図７は、本発明による基板処理方法の一実施の形態を説明するための図である。
【図８】図８は、本発明による基板処理方法の一実施の形態を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１０  基板処理装置
１２  処理槽
１８  制御装置
１９ｂ  記録媒体
２８  整流部材（整流板）
２９  貫通孔
３０  超音波発生装置
４１  下側供給管
４２  第１上側供給管
４３  第２上側供給管
４４  第３上側供給管
５０  切換機構
Ｗ  基板
【図１】
2008159700.tif 000003
【図２】
2008159700.tif 000004
【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】
2008159700.tif 000010