特許 6246749 ウエットエッチング方法、基板液処理装置および記憶媒体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6246749

(24)【登録日】2017年11月24日

(45)【発行日】2017年12月13日

(54)【発明の名称】ウエットエッチング方法、基板液処理装置および記憶媒体

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/306 20060101AFI20171204BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20171204BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/306 R

   H01L21/306 A

   H01L21/304 651B

   H01L21/304 643A

【請求項の数】8

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-14764(P2015-14764)

(22)【出願日】2015年1月28日

(65)【公開番号】特開2016-139743(P2016-139743A)

(43)【公開日】2016年8月4日

【審査請求日】2017年2月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091982

【弁理士】

【氏名又は名称】永井 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100117787

【弁理士】

【氏名又は名称】勝沼 宏仁

(74)【代理人】

【識別番号】100106655

【弁理士】

【氏名又は名称】森 秀行

(72)【発明者】

【氏名】難 波 宏 光

【審査官】 齊田 寛史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２１１０９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−００６６７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−００７６６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３３４２１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３１９９１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３０８０９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０７８３７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−１８５０３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１面と、前記第１面の裏側の第２面とを有し、少なくとも前記第１面の周縁部分に、下層としての第１層と上層としての第２層とが積層されている基板をウエットエッチングする方法であって、
前記基板を回転させることと、
回転している前記基板の前記第１面に、前記第１層および前記第２層の両方をエッチングし得る薬液を供給することと、
前記基板に前記薬液を供給しているときに、前記基板の前記第２面にエッチング阻害液を供給することと、を有する第１エッチング工程を備え、
前記第１エッチング工程は、前記エッチング阻害液が前記基板の端縁を通って前記第１面に回り込み、前記第１面の周縁部分のうちの前記基板の前記端縁から、前記第１面上において前記端縁よりも半径方向内側にある第１半径方向位置に至るまでの第１領域に到達するように、前記基板を回転させて前記エッチング阻害液を供給することを特徴とする、ウエットエッチング方法。

【請求項2】

前記基板の前記第２面に前記エッチング阻害液を供給することは、予め定められた時間だけ前記基板の前記第１面に前記薬液を供給した後に、あるいは、前記薬液により予め定められた量だけ前記第２層がエッチングされた後に開始される、請求項１記載のウエットエッチング方法。

【請求項3】

前記エッチング阻害液は、前記第１層が除去された結果として露出した前記第２層の前記薬液によるエッチングを防止または抑制する、請求項２記載のウエットエッチング方法。

【請求項4】

前記ウエットエッチング方法は、第２エッチング工程をさらに備え、
前記第１エッチング工程では、前記第１領域に、前記エッチング阻害液を到達させた状態で、前記第１面の周縁部分のうちの前記第１領域よりも半径方向内側にある第２領域にある前記第２層のエッチングが行われるよう前記薬液を供給し、
前記第２エッチング工程は、前記薬液が前記基板の端縁を通って前記第１面に回り込むように前記薬液を前記基板の第２面に供給することを含み、これにより、前記第２面上の前記第２層および前記第１面の前記第１領域にある前記第２層を同時にエッチングする、請求項１記載のウエットエッチング方法。

【請求項5】

前記エッチング阻害液の液膜により前記基板の表面がカバーされることにより、あるいは、前記薬液が前記エッチング阻害液により希釈されることにより、前記薬液によるエッチングが防止または抑制される、請求項１から４のうちのいずれか一項に記載のウエットエッチング方法。

【請求項6】

前記エッチング阻害液は純水である、請求項５記載のウエットエッチング方法。

【請求項7】

基板液処理装置の動作を制御するためのコンピュータにより実行されたときに、前記コンピュータが前記基板液処理装置を制御して請求項１から６のうちのいずれか一項に記載のウエットエッチング方法を実行させるプログラムが記録された記憶媒体。

【請求項8】

第１面と、前記第１面の裏側の第２面とを有し、少なくとも前記第１面の周縁部分に、下層としての第１層と上層としての第２層とが積層されている基板をウエットエッチングする基板液処理装置において、
前記基板を水平姿勢で保持して鉛直軸線周りに回転させる基板保持機構と、
前記基板の前記第１面の周縁部分に前記第１層および前記第２層の両方をエッチングし得る薬液を供給する薬液ノズルと、
前記基板の前記第２面にエッチング阻害液を供給するエッチング阻害液ノズルと、
前記基板保持機構による前記基板の回転および前記エッチング阻害液ノズルから供給される前記エッチング阻害液の流量を少なくとも制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記薬液ノズルが前記基板の前記第１面の周縁部分に前記薬液を供給しているときに、前記エッチング阻害液ノズルにより前記基板の前記第２面に前記エッチング阻害液を供給して、この供給したエッチング阻害液を前記基板の端縁を介して前記第１面に回り込ませ、前記第１面の周縁部分のうちの前記基板の前記端縁から、前記第１面上において前記端縁よりも半径方向内側にある第１半径方向位置に至るまでの第１領域に到達させる基板液処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の膜が積層された基板の周縁部をエッチングする技術に関するものである。

【背景技術】

【0002】

半導体装置の製造工程には、ウエットエッチングにより半導体ウエハ等の基板の表面に形成された膜のうちの周縁部分のみを除去する工程があり、この工程はベベルエッチングと呼ばれている。特許文献１では、１つの層の膜が形成された基板の表面の周縁部分にエッチング液を供給することにより、ベベルエッチングを行っている。ベベルエッチング処理対象の基板に２層（またはそれ以上）の膜が形成されている場合において、下層の膜を残して上層の膜のみを除去することが要求される場合がある。このとき、下層に対する上層のエッチング選択比が高い薬液が無い場合には、上記要求に応えることが困難である。

【0003】

例えば、下層としてのＳｉＯ_２膜の上に、枚葉式ＣＶＤ装置により成膜された上層としてのＳｉＧｅ膜が形成されたＳｉ基板においては、基板の端縁近傍のＳｉＧｅ膜の膜厚が薄い傾向にある（例えば図４（ａ）を参照）。このため、ウエットエッチング時に端縁近傍のＳｉＧｅ膜が早期に消失し、ＳｉＯ_２膜が露出する。基板の周縁部分の全域でＳｉＧｅ膜が完全に除去するまでエッチングを継続すると、端縁近傍のＳｉＯ_２膜が消失し、下地のＳｉが露出するおそれがある。

【0004】

また例えば、下層としてのＳｉＯ_２膜およびバッチ式成膜装置により成膜された上層としてのＰｏｌｙ−Ｓｉ膜が形成されたＳｉ基板においては、基板全表面に概ね均一な膜厚のＰｏｌｙ−Ｓｉ膜が形成される（例えば図６（ａ）を参照）。このような基板では基板の表面の周縁部分と裏面全体のＰｏｌｙ−Ｓｉ膜が除去される。このとき、表面の周縁部分のエッチングのために供給される薬液と、裏面のエッチングのために供給される薬液の両方によりエッチングされる端縁近傍部分のＰｏｌｙ−Ｓｉ膜が早期に消失し、その下地のＳｉＯ_２膜も消失するおそれがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００８−４７６２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、２層の膜が形成されている基板の上層のベベルエッチング処理を良好に行うことができる技術を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一実施形態によれば、第１面と、前記第１面の裏側の第２面とを有し、少なくとも前記第１面の周縁部分に、下層としての第１層と上層としての第２層とが積層されている基板をウエットエッチングする方法であって、前記基板を回転させることと、回転している前記基板の前記第１面に、前記第１層および前記第２層の両方をエッチングし得る薬液を供給することと、前記基板に前記薬液を供給しているときに、前記基板の前記第２面にエッチング阻害液を供給することと、を有する第１エッチング工程を備え、前記第１エッチング工程は、前記エッチング阻害液が前記基板の端縁を通って前記第１面に回り込み、前記第１面の周縁部分のうちの前記基板の前記端縁から、前記第１面上において前記端縁よりも半径方向内側にある第１半径方向位置に至るまでの第１領域に到達するように、前記基板を回転させて前記エッチング阻害液を供給するウエットエッチング方法が提供される。

【0008】

本発明の他の実施形態によれば、基板液処理装置の動作を制御するためのコンピュータにより実行されたときに、前記コンピュータが前記基板液処理装置を制御して上記のウエットエッチング方法を実行させるプログラムが記録された記憶媒体が提供される。

【0009】

本発明のさらに他の実施形態によれば、第１面と、前記第１面の裏側の第２面とを有し、少なくとも前記第１面の周縁部分に、下層としての第１層と上層としての第２層とが積層されている基板をウエットエッチングする基板液処理装置において、前記基板を水平姿勢で保持して鉛直軸線周りに回転させる基板保持機構と、前記基板の前記第１面の周縁部分に前記第１層および前記第２層の両方をエッチングし得る薬液を供給する薬液ノズルと、前記基板の前記第２面にエッチング阻害液を供給するエッチング阻害液ノズルと、前記基板保持機構による前記基板の回転および前記エッチング阻害液ノズルから供給される前記エッチング阻害液の流量を少なくとも制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記薬液ノズルが前記基板の前記第１面の周縁部分に前記薬液を供給しているときに、前記エッチング阻害液ノズルにより前記基板の前記第２面に前記エッチング阻害液を供給して、この供給したエッチング阻害液を前記基板の端縁を介して前記第１面に回り込ませ、前記第１面の周縁部分のうちの前記基板の前記端縁から、前記第１面上において前記端縁よりも半径方向内側にある第１半径方向位置に至るまでの第１領域に到達させる基板液処理装置が提供される。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、２層の膜が形成されている基板の上層のベベルエッチング処理を良好に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す平面図である。

【図2】処理ユニットの概略構成を示す縦断面図である。

【図3】ウエットエッチング方法の第１および第２実施形態で用いる処理ユニットの概略構成を示す縦断面図である。

【図4】ウエットエッチング方法の第１実施形態の作用を示す説明図である。

【図5】ウエットエッチング方法の第２実施形態で用いる処理ユニットの概略構成を示す縦断面図である。

【図6】ウエットエッチング方法の第１実施形態の作用を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

【0013】

図１は、本実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。

【0014】

図１に示すように、基板処理システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２と処理ステーション３とは隣接して設けられる。

【0015】

搬入出ステーション２は、キャリア載置部１１と、搬送部１２とを備える。キャリア載置部１１には、複数枚のウエハＷを水平状態で収容する複数のキャリアＣが載置される。

【0016】

搬送部１２は、キャリア載置部１１に隣接して設けられ、内部に基板搬送装置１３と、受渡部１４とを備える。基板搬送装置１３は、ウエハＷを保持する基板保持機構を備える。また、基板搬送装置１３は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、基板保持機構を用いてキャリアＣと受渡部１４との間でウエハＷの搬送を行う。

【0017】

処理ステーション３は、搬送部１２に隣接して設けられる。処理ステーション３は、搬送部１５と、複数の処理ユニット１６とを備える。複数の処理ユニット１６は、搬送部１５の両側に並べて設けられる。

【0018】

搬送部１５は、内部に基板搬送装置１７を備える。基板搬送装置１７は、ウエハＷを保持する基板保持機構を備える。また、基板搬送装置１７は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、基板保持機構を用いて受渡部１４と処理ユニット１６との間でウエハＷの搬送を行う。

【0019】

処理ユニット１６は、基板搬送装置１７によって搬送されるウエハＷに対して所定の基板処理を行う。

【0020】

また、基板処理システム１は、制御装置４を備える。制御装置４は、たとえばコンピュータであり、制御部１８と記憶部１９とを備える。記憶部１９には、基板処理システム１において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部１８は、記憶部１９に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理システム１の動作を制御する。

【0021】

なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置４の記憶部１９にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。

【0022】

上記のように構成された基板処理システム１では、まず、搬入出ステーション２の基板搬送装置１３が、キャリア載置部１１に載置されたキャリアＣからウエハＷを取り出し、取り出したウエハＷを受渡部１４に載置する。受渡部１４に載置されたウエハＷは、処理ステーション３の基板搬送装置１７によって受渡部１４から取り出されて、処理ユニット１６へ搬入される。

【0023】

処理ユニット１６へ搬入されたウエハＷは、処理ユニット１６によって処理された後、基板搬送装置１７によって処理ユニット１６から搬出されて、受渡部１４に載置される。そして、受渡部１４に載置された処理済のウエハＷは、基板搬送装置１３によってキャリア載置部１１のキャリアＣへ戻される。

【0024】

次に、処理ユニット１６の概略構成について図２を参照して説明する。図２は、処理ユニット１６の概略構成を示す図である。

【0025】

図２に示すように、処理ユニット１６は、チャンバ２０と、基板保持機構３０と、処理流体供給部４０と、回収カップ５０とを備える。

【0026】

チャンバ２０は、基板保持機構３０と処理流体供給部４０と回収カップ５０とを収容する。チャンバ２０の天井部には、ＦＦＵ（Fan Filter Unit）２１が設けられる。ＦＦＵ２１は、チャンバ２０内にダウンフローを形成する。

【0027】

基板保持機構３０は、保持部３１と、支柱部３２と、駆動部３３とを備える。保持部３１は、ウエハＷを水平に保持する。支柱部３２は、鉛直方向に延在する部材であり、基端部が駆動部３３によって回転可能に支持され、先端部において保持部３１を水平に支持する。駆動部３３は、支柱部３２を鉛直軸まわりに回転させる。かかる基板保持機構３０は、駆動部３３を用いて支柱部３２を回転させることによって支柱部３２に支持された保持部３１を回転させ、これにより、保持部３１に保持されたウエハＷを回転させる。

【0028】

処理流体供給部４０は、ウエハＷに対して処理流体を供給する。処理流体供給部４０は、処理流体供給源７０に接続される。

【0029】

回収カップ５０は、保持部３１を取り囲むように配置され、保持部３１の回転によってウエハＷから飛散する処理液を捕集する。回収カップ５０の底部には、排液口５１が形成されており、回収カップ５０によって捕集された処理液は、かかる排液口５１から処理ユニット１６の外部へ排出される。また、回収カップ５０の底部には、ＦＦＵ２１から供給される気体を処理ユニット１６の外部へ排出する排気口５２が形成される。

【0030】

［第１実施形態］
次に、上記基板処理システム１を用いて実行されるウエットエッチング方法の第１実施形態について説明する。まず、ウエットエッチング方法の第１実施形態の実施に適合させた処理ユニット１６（１６Ａ）の構成について、図３を参照して説明する。

【0031】

処理ユニット１６Ａは、前記処理流体供給部４０（図２参照）の構成要素として、薬液ノズル４１と、リンスノズル４２と、エッチング阻害液ノズル４３とを有する。薬液ノズル４１は、ウエハＷの表面（デバイスが形成されている面を意味する）のベベル部を含む周縁部分、すなわちエッチング対象部位の内周縁である位置Ｐ１に、薬液例えばＤＨＦ（希フッ酸）を供給する。リンスノズル４２は、ウエハＷ表面上において薬液ノズル４１が薬液を供給する位置Ｐ１よりも半径方向内側の位置Ｐ２に、リンス液としてのＤＩＷ（純水）を供給する。エッチング阻害液ノズル４３は、ウエハＷの裏面（デバイスが形成されていない面を意味する）の周縁部分であって、ＳｉＧｅ膜が形成されうる位置よりも内側に、エッチングレートを低下させるためのエッチング阻害液を供給する。本実施形態では、エッチング阻害液はＤＩＷからなり、ＤＩＷにより薬液が希釈されることにより、エッチングレートが低下する。エッチング阻害液は、供給される薬液によるエッチングレートを低下させる作用がある液体であればよく、ＤＩＷに限定するものではない。エッチング阻害液としてＤＩＷでない液体を用いる場合には、エッチング阻害液ノズル４３は、その液体を供給するために用いられる。したがって、この場合は、ウエハＷの裏面にリンス液としてのＤＩＷを供給するために、リンスノズルをさらに設ける。

【0032】

薬液ノズル４１、リンスノズル４２およびエッチング阻害液ノズル４３には、前記処理流体供給源７０（図２参照）の構成要素としての処理液供給機構７１，７２，７３をそれぞれ介して、制御された流量で、薬液、リンス液およびエッチング阻害液をそれぞれ供給することができる。各処理液供給機構（７１，７２，７３）は、各液の供給源と対応するノズル（４１，４２，４３）を接続する処理液ラインに介設された開閉弁および流量制御弁等を備えることができる。

【0033】

処理ユニット１６は、保持部３１により保持されたウエハＷの中央部上方を覆うトッププレート３４（天板）を有している。トッププレート３４の中央部に設けられたガス吐出口を介して窒素ガスがウエハＷとトッププレート３４との間に供給され、この窒素ガスの流れＧ１により、薬液およびリンス液の飛沫がウエハＷの表面（上面）中央部に付着することが防止される。また、回収カップ５０（図２に概略的に示した）は、外カップ体５０ａおよび内カップ体５０ｂを備える。ウエハＷが回転することにより、内カップ体５０ｂの上面とウエハＷの裏面（下面）との間から外方に向かうガスの流れＧ２が形成され、これにより、エッチング阻害液の飛沫がウエハＷの裏面の中央部に付着することが防止される。

【0034】

薬液ノズル４１およびリンスノズル４２は、トッププレート３４と一緒に移動するようにトッププレート３４に固定されていてもよい。薬液ノズル４１およびリンスノズル４２は、図示しないノズルアームに固定され、図３に示す処理位置と、回収カップ５０の外側の待避位置（図示せず）との間を移動してもよい。エッチング阻害液ノズル４３は、例えば、内カップ体５０ｂに固定することができる。これに代えて、エッチング阻害液ノズル４３は、内カップ体５０ｂに穿たれたノズル孔として構成することもできる。

【0035】

保持部３１は、ウエハＷの裏面中央部を真空吸着するバキュームチャックとして構成されている。

【0036】

次に、ウエットエッチング方法の第１実施形態に係る各工程について説明する。なお以下に説明する各工程は、制御装置４の記憶部１９に格納された制御プログラムを実行することにより、制御装置４の制御の下で自動的に行うことができる。

【0037】

この第１実施形態における被処理体であるウエハＷは、図３および図４に示すように、シリコン基板からなり、シリコン基板上には、下層としてのＳｉＯ_２膜と、上層としてのＳｉＧｅ膜が形成されている。ＳｉＯ_２膜は、ウエハＷの表面および裏面の全域に連続的に形成されている。ＳｉＧｅ膜は、ウエハＷの表面の全域に形成されている（裏面には形成されていない）。ＳｉＧｅ膜は、ウエハＷの端縁ＷＥを経て、ウエハＷ裏面のベベル部まで回り込んでいる。本明細書において、ウエハＷの端縁ＷＥとは、ウエハＷの中心から最も遠い部位を通る円を意味する。

【0038】

図３に示すように、ウエハＷが、処理ユニット１６に搬入されて、保持部３１に水平姿勢で保持される。その後、ウエハＷが鉛直軸線周りに回転させられる。次に、図４に示すように、回転しているウエハＷの表面（デバイス形成面）のベベル部ＷＢ（ここでは傾斜が付けられているウエハＷの最外周部分を意味する。（位置）Ｐ１から（ベベル部）ＷＢにまで至る領域も含めてベベル部と呼んでも良い。）を含む周縁部分、すなわちエッチング対象部位の内周縁である位置Ｐ１に、薬液ノズル４１かエッチング用の薬液（ここでは例えばＤＨＦ）が供給される。この薬液は、ＳｉＯ２膜およびＳｉＧｅ膜の両方をエッチングしうる（エッチングレートに大きな差異は無い）。なお、図３、図４および図６において、薬液には参照符号「ＣＨＭ」が付けられている。

【0039】

供給された薬液は、遠心力により半径方向外側に広がりながらウエハＷの表面（上面）に沿って流れる。ベベル部ＷＢに流入した薬液は遠心力によりウエハＷから離脱して飛散するが、薬液の一部は、表面張力によりウエハＷの端縁ＷＥを超えてウエハＷの裏面（下面）のベベル部まで回り込み、その後、重力によりウエハＷから離れて下方に落下する。従って、ウエハＷの周縁部分は、図４（ａ）に示すような薬液の液膜に覆われた状態となる。薬液に触れているＳｉＧｅ膜は、時間の経過とともにエッチングされてゆく。

【0040】

図４（ａ）の状態である程度の時間が経過すると、図４（ｂ）に示すように、元々膜厚が比較的薄かったウエハＷの裏面（下面）のベベル部、ウエハＷの端縁ＷＥ、およびウエハＷの表面（上面）のベベル部ＷＢの最外周部のＳｉＧｅ膜が完全に消失し、下地のＳｉＯ_２膜が露出した状態となる。元々膜厚が厚かったウエハＷの表面のベベル部ＷＢよりも半径方向内側の領域およびベベル部ＷＢの一部のＳｉＧｅ膜はまだ残存している。エッチング対象部位に残存するＳｉＧｅ膜を完全に除去するために図４（ａ）に示した液供給状態を引き続き維持すると、既に露出しているＳｉＯ_２膜のエッチングが進行し、ＳｉＯ_２膜が消失して下地のＳｉが露出する可能性がある。

【0041】

このような事態を防止するため、ＳｉＧｅ膜が図４（ｂ）の状態となるまでエッチングが進行したら、薬液ノズル４１からの薬液の吐出を維持したまま、エッチング阻害液ノズル４３からウエハＷの裏面（下面）の周縁部分に、エッチング阻害液としてのＤＩＷを供給する。エッチング阻害液ノズル４３から供給されたＤＩＷは、遠心力により半径方向外側に広がりながらウエハＷの裏面に沿って流れる。裏面側のベベル部ＷＢに流入したＤＩＷは遠心力によりウエハＷから離脱して飛散するが、ＤＩＷの一部は、表面張力によりウエハＷの端縁ＷＥを超えてウエハＷの表面（上面）のベベル部ＷＢまで回り込む。このようにＤＩＷが流れてゆく過程でＤＩＷは薬液と衝突する。

【0042】

ＤＩＷの流れの勢いが薬液の流れの勢いに比して十分に大きければ、ＤＩＷの流れは薬液の流れを押しのける。本実施形態では、図４（ｂ）に示すように、ＤＩＷの液膜と薬液の液膜との見かけ上の界面（衝突位置）が、ウエハＷの表面（上面）のベベル部ＷＢ上に生じるように、ＤＩＷの流勢を設定するものとする。すると、残存したＳｉＧｅ膜が薬液に覆われ、露出したＳｉＯ_２膜がＤＩＷに覆われるようになる。このため、ＳｉＧｅ膜のエッチングをさらに進行させつつ、ＳｉＯ_２膜のエッチングレートが大幅に低下した状態、あるいはＳｉＯ_２膜のエッチングが実質的に停止した状態とすることができる。

【0043】

ＤＩＷの液膜と薬液の液膜との見かけ上の界面の位置（図４（ｂ）に示す第１半径方向位置Ｐ３）は、エッチング阻害液としてのＤＩＷの供給流量、薬液の供給流量およびウエハＷの回転速度等のパラメータを変更することにより調節することができる。界面の位置を所望の位置に設定するためのパラメータ値は、実験により求めることができる。例えば、ＤＩＷの供給流量を薬液の供給流量よりも多く設定することで、ＤＩＷは図４（ｂ）に示す第１半径方向位置Ｐ３の位置まで回り込ませることができる。

【0044】

なお、あくまで図４は模式図であり、ＤＩＷの液膜と薬液の液膜との間には図４の（ｂ）に描かれたような明確な界面が存在しているわけではない。実際には、ＤＩＷと薬液とが衝突する部位の近傍領域には、ＤＩＷにより希釈された低濃度の薬液が存在している。希釈されて低濃度となった薬液によるＳｉＧｅ膜のエッチングレートは、薬液ノズル４１から吐出される薬液によるＳｉＧｅ膜のエッチングレートよりも少なくとも低い。

【0045】

図４（ｂ）の状態である程度の時間が経過すると、図４（ｃ）に示すように、位置Ｐ１より半径方向外側にあるＳｉＧｅ膜は完全に除去される。

【0046】

その後、エッチング阻害液ノズル４３からのＤＩＷの吐出を維持したまま、薬液ノズル４１からの薬液の吐出を停止し、リンスノズル４２からのＤＩＷの吐出を行い、ウエハＷのリンス処理を行う。その後、ウエハＷの回転を維持したまま（好ましくはウエハＷの回転数を増し）、リンスノズル４２およびエッチング阻害液ノズル４３からのリンス液としてのＤＩＷの吐出を停止し、ウエハＷの振り切り乾燥（スピンドライ）を行う。以上により、一連のエッチング処理が終了する。このときのウエハＷの状態が図４（ｄ）に示されている。ここでは、ウエハＷ表面の周縁部分のＳｉＧｅ膜およびウエハ裏面のＳｉＧｅ膜は完全に除去される一方で、ＳｉＯ_２膜がウエハの表裏面全域において残存しているという所望のエッチング処理結果が得られている。

【0047】

上記の実施形態によれば、回転するウエハＷに薬液を供給するのと同時にエッチング阻害液をウエハＷに供給することにより、ウエハＷ上のある特定の領域（第２領域）における被エッチング膜のエッチングレートを高く維持したまま、ウエハＷ上の別の特定の領域（第１領域）における被エッチング膜のエッチングレートを大幅に減少させるか実質的にゼロにすることができる。このため、ウエハＷの端縁ＷＥを経てウエハＷ裏面のベベル部まで薄くなりながら回り込んでいるような不均一な膜厚分布を有する被エッチング膜（本実施形態のＳｉＧｅ膜）のエッチングを概ね同じタイミングで終了させることができる。このため、被エッチング膜の消失後に薬液により下地が局所的にダメージを受けることを防止することができる。

【0048】

また、薬液をウエハＷの一方の面である表面（上面）に供給し、エッチング阻害液をウエハＷの他方の面である裏面（下面）に供給し、エッチング阻害液をウエハ表面に回り込ませて薬液と衝突（混合）させるようにしている。薬液をウエハＷの表面の第１の位置に向けて吐出し、エッチング阻害液をウエハＷの表面の第２の位置（第１の位置よりも半径方向外側の位置）に吐出しても、上述したようにエッチングレートが高い領域と低い領域とを形成することは可能ではある。だが、第１の位置と第２の位置とが近接していると、薬液の液膜上に落ちたエッチング阻害液の液跳ねが生じやすいという問題がある。しかしながら、上記実施形態のように、薬液をウエハＷの一方の面に供給し、エッチング阻害液を他方の面に供給し、液の回り込みを利用して両者を混合することにより、薬液とエッチング阻害液が穏やかに混合される。このため、薬液とエッチング阻害液との混合に起因する液跳ねは最小限に抑制される。

【0049】

また、上記実施形態によれば、薬液をウエハＷの一方の面に供給し、エッチング阻害液を他方の面に供給し、液の回り込みを利用して両者を混合しているので、ウエハＷの回転速度と関連づけて薬液の吐出流量およびエッチング阻害液の吐出流量を調整することのみにより、薬液とエッチング阻害液との合流ポイントの位置を調整することが可能となる。このため、エッチング阻害液の吐出位置を微調整する機構を設けることなく、薬液とエッチング阻害液との合流ポイントの位置を調整することができ、装置の構成の複雑化を防止することができる。一方、薬液およびエッチング阻害液の両方をウエハの一面に供給する方式では、エッチング阻害液ノズルの位置調整を行わなければ薬液とエッチング阻害液との合流ポイントの位置を調整することができない。

【0050】

［第２実施形態］
次に、上記基板処理システム１を用いて実行されるウエットエッチング方法の第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、上述した第１実施形態で用いた処理ユニット１６Ａに加えて処理ユニット１６Ｂが用いられる。具体的には、例えば、基板処理システム１の処理ユニット１６のうちの半数を処理ユニット１６Ａとし、残りの半数を処理ユニット１６Ｂとすることができる。

【0051】

以下に図５を参照して処理ユニット１６Ｂの構成について説明する。処理ユニット１６Ｂは、図２に示した保持部３１（区別のため「３１’」と記す）として、ベープレート３１１と、ベープレート３１１に取り付けられた把持爪３１２を有する。把持爪３１２は、ウエハＷの把持、把持解放のために揺動する可能である。ベープレート３１１から下方に延びる支柱部３２’の内部に、前記処理流体供給部４０（図２参照）の構成要素としての処理液供給管４４が挿入されている。処理液供給管４４の上端部は、処理液ノズル４５となっている。処理液ノズル４５は、ウエハＷの裏面（下面）の中央部の真下に位置している。

【0052】

処理ユニット１６Ｂは、基板の表面（上面）にリンス液を供給するリンスノズル４６を有している。リンスノズル４６は図示しないノズル移動機構を介して、ウエハＷの表面（上面）の中央部の真上の処理位置と、回収カップ５０から待避した待避位置との間で移動可能である。

【0053】

処理液ノズル４５には、前記処理流体供給源７０（図２を参照）の構成要素としての処理液供給機構（薬液供給機構）７５Ａおよび処理液供給機構（リンス液供給機構）７５Ｂを介して、制御された流量で、薬液（例えばＤＨＦ）またはリンス液（例えばＤＩＷ）を選択的に供給することができる。リンスノズル４６には、前記処理流体供給源７０の構成要素としての処理液供給機構７６を介して、制御された流量でリンス液（例えばＤＩＷ）を供給することができる。各処理液供給機構（７５Ａ，７５Ｂ，７６）は、各液の供給源と対応するノズル（４５，４６）を接続する処理液ラインに介設された開閉弁および流量制御弁等を備えることができる。

【0054】

次に、ウエットエッチング方法の第２実施形態に係る各工程について説明する。なお以下に説明する各工程も、制御装置４の記憶部１９に格納された制御プログラムを実行することにより、制御装置４の制御の下で自動的に行うことができる。

【0055】

この第２実施形態における被処理体であるウエハＷは、図６に示すようにシリコン基板からなり、シリコン基板上には、下層としてのＳｉＯ_２膜と、上層としてのPoly-Ｓｉ（ポリシリコン）膜が形成されている。ＳｉＯ_２膜は、バッチ式酸化処理装置により形成されたものであり、ウエハＷの表面（デバイス形成面）および裏面（デバイス非形成面）の全域に連続的に形成されている。Poly-Ｓｉ膜は、バッチ式減圧ＣＶＤ装置により形成されたものであり、ウエハＷの表面および裏面の全域に連続的に形成されている。

【0056】

図３に示すように、ウエハＷが、処理ユニット１６Ａに搬入されて、保持部３１に水平姿勢で保持される。その後、ウエハＷが回転させられる。次に、先に説明した第１実施形態における図３（ｂ）と同様の状態とする。すなわち図６（ａ）に示すように、位置Ｐ１に、薬液ノズル４１から薬液（ここでは例えばＤＨＦ）を供給するとともに、エッチング阻害液ノズル４３からウエハＷの裏面（下面）の周縁部分に、エッチング阻害液としてのＤＩＷを供給する。そうすると、ＤＩＷと薬液が衝突する位置から位置Ｐ１までの範囲のみが、濃い薬液で覆われるようになり。このため、この範囲にあるPoly-Ｓｉ膜がエッチングされて除去され、図６（ｂ）に示す状態となる。

【0057】

その後、エッチング阻害液ノズル４３からのＤＩＷの吐出を維持したまま、薬液ノズル４１からの薬液の吐出を停止し、リンスノズル４２からのＤＩＷの吐出を行い、ウエハＷのリンス処理を行う。その後、ウエハＷの回転を維持したまま（好ましくはウエハＷの回転数を増し）、リンスノズル４２およびエッチング阻害液ノズル４３からのリンス液としてのＤＩＷの吐出を停止し、ウエハＷの振り切り乾燥（スピンドライ）を行う。

【0058】

その後、ウエハＷが処理ユニット１６Ａから搬出され、処理ユニット１６Ｂに搬入され、図５に示すように、保持部３１’により水平に支持される。次いで駆動部３３’を動作させることにより、ウエハＷが鉛直軸線周りに回転させられる。

【0059】

この状態で、処理液ノズル４５から薬液をウエハＷの裏面の中央部に向けて吐出する。薬液は、遠心力により半径方向外側に広がりながらウエハＷの裏面（下面）に沿って流れる。裏面側のベベル部ＷＢに流入した薬液は遠心力によりウエハＷから離脱して飛散するが、薬液の一部は、表面張力によりウエハＷの端縁ＷＥを超えてウエハＷの表面（上面）のベベル部ＷＢまで回り込む（図６（ｃ）を参照）。薬液に触れているPoly-Ｓｉ膜は、時間の経過とともにエッチングされてゆき、最終的には図４（ｄ）に示すように消失する。

【0060】

図４（ｄ）に示す状態までエッチングが進行したら、処理液ノズル４５から薬液の吐出を停止するともにリンス液としてのＤＩＷを吐出し、さらに、リンスノズル４６からウエハＷの表面（上面）の中央部にリンス液としてのＤＩＷを吐出し、ウエハＷのリンス処理を行う。その後、ウエハＷの回転を維持したまま（好ましくはウエハＷの回転数を増し）、処理液ノズル４５およびリンスノズル４６からのＤＩＷの吐出を停止し、ウエハＷの振り切り乾燥（スピンドライ）を行う。以上により、一連のエッチング処理が終了する。

【0061】

この第２実施形態においても、ウエハＷ表面の周縁部分のPoly-Ｓｉ膜およびウエハ裏面のPoly-Ｓｉ膜は完全に除去される一方で、ＳｉＯ_２膜がウエハの表裏面全域において残存しているという所望のエッチング処理結果が得られている。

【0062】

エッチングの対象膜は上述したものに限定されるものではなく、エッチング用の薬液によるエッチングレートに大きな差が無い２層（または２層以上の）の任意の種類の積層膜とすることができる。

【0063】

上記実施形態によりエッチングされる被処理基板は、半導体ウエハＷに限らず、ガラス基板、セラミック基板等の任意の基板とすることができる。

【符号の説明】

【0064】

Ｗ 基板（ウエハ）
ＷＥ 基板の端縁
Ｐ３ 第１半径方向位置
４ 制御装置
３０ 基板保持機構
４１ 薬液ノズル
４３ エッチング阻害液ノズル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】