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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024124744
(43)【公開日】2024-09-13
(54)【発明の名称】基板処理方法および基板処理装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/306 20060101AFI20240906BHJP
【ＦＩ】
H01L21/306 R
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023032634
(22)【出願日】2023-03-03
(71)【出願人】
【識別番号】000207551
【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス
(74)【代理人】
【識別番号】110002310
【氏名又は名称】弁理士法人あい特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100168583
【弁理士】
【氏名又は名称】前井 宏之
(72)【発明者】
【氏名】竹田 大輔
【テーマコード（参考）】
5F043
【Ｆターム（参考）】
5F043AA08
5F043BB12
5F043DD02
5F043DD05
5F043DD07
5F043DD13
5F043EE01
5F043EE07
5F043EE32
5F043FF10
5F043GG10
(57)【要約】
【課題】エッチング選択性を向上させることが可能な基板処理方法および基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板処理方法は、基材Ｓに支持された積層構造Ｌに設けられたリセスＲ内に、積層構造Ｌを構成する複数の第１層Ｍ１および複数の第２層Ｍ２のうちの複数の第２層Ｍ２の表面を疎水化する疎水化剤ＳＭＴを供給する疎水化工程（ステップＳ６）と、第２層Ｍ２の表面が疎水化された状態でリセスＲ内にエッチング液Ｅ２を供給し、第１層Ｍ１を選択的にエッチングするエッチング工程（ステップＳ８）とを含み、疎水化工程（ステップＳ６）とエッチング工程（ステップＳ８）とを所定回数繰り返す。
【選択図】図９
【解決手段】基板処理方法は、基材Ｓに支持された積層構造Ｌに設けられたリセスＲ内に、積層構造Ｌを構成する複数の第１層Ｍ１および複数の第２層Ｍ２のうちの複数の第２層Ｍ２の表面を疎水化する疎水化剤ＳＭＴを供給する疎水化工程（ステップＳ６）と、第２層Ｍ２の表面が疎水化された状態でリセスＲ内にエッチング液Ｅ２を供給し、第１層Ｍ１を選択的にエッチングするエッチング工程（ステップＳ８）とを含み、疎水化工程（ステップＳ６）とエッチング工程（ステップＳ８）とを所定回数繰り返す。
【選択図】図９
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基材に支持された積層構造に設けられたリセス内に、前記積層構造を構成する複数の第１層および複数の第２層のうちの前記複数の第２層の表面を疎水化する疎水化剤を供給する疎水化工程と、
前記第２層の表面が疎水化された状態で前記リセス内にエッチング液を供給し、前記第１層を選択的にエッチングするエッチング工程と
を含み、
前記疎水化工程と前記エッチング工程とを所定回数繰り返す、基板処理方法。
前記第２層の表面が疎水化された状態で前記リセス内にエッチング液を供給し、前記第１層を選択的にエッチングするエッチング工程と
を含み、
前記疎水化工程と前記エッチング工程とを所定回数繰り返す、基板処理方法。
【請求項2】
前記第１層および前記第２層は、前記基材の一方面に対して交差する第１方向に積層され、
前記リセスは、前記第１方向に沿って延びており、
前記エッチング工程において、前記第１層を選択的にエッチングすることにより、前記リセスに繋がる複数の凹部が、前記第１方向と交差する第２方向に延びるように形成される、請求項１に記載の基板処理方法。
前記リセスは、前記第１方向に沿って延びており、
前記エッチング工程において、前記第１層を選択的にエッチングすることにより、前記リセスに繋がる複数の凹部が、前記第１方向と交差する第２方向に延びるように形成される、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項3】
前記凹部の前記第２方向の長さは、前記凹部の前記第１方向の長さの２０倍以上である、請求項２に記載の基板処理方法。
【請求項4】
前記疎水化工程の後で、前記エッチング工程の前に、
前記リセス内に置換液を供給することにより、少なくとも前記第２層の表面に前記疎水化剤が残るように、前記疎水化剤を前記置換液に置換する疎水化後置換工程をさらに含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の基板処理方法。
前記リセス内に置換液を供給することにより、少なくとも前記第２層の表面に前記疎水化剤が残るように、前記疎水化剤を前記置換液に置換する疎水化後置換工程をさらに含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項5】
前記エッチング工程の後に、
前記リセス内にリンス液を供給することにより、前記エッチング液を前記リンス液に置換するエッチング後置換工程をさらに含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の基板処理方法。
前記リセス内にリンス液を供給することにより、前記エッチング液を前記リンス液に置換するエッチング後置換工程をさらに含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項6】
前記リンス液は、イソプロピルアルコールを含む、請求項５に記載の基板処理方法。
【請求項7】
前記疎水化工程において、前記疎水化剤は、少なくとも前記第２層の表面をコーティングし、
前記エッチング液により前記第２層の表面から前記疎水化剤が無くなる前に、前記エッチング工程から前記エッチング後置換工程に移行する、請求項５に記載の基板処理方法。
前記エッチング液により前記第２層の表面から前記疎水化剤が無くなる前に、前記エッチング工程から前記エッチング後置換工程に移行する、請求項５に記載の基板処理方法。
【請求項8】
前記第１層は、シリコンゲルマニウムを含み、
前記第２層は、ポリシリコンまたは単結晶シリコンを含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の基板処理方法。
前記第２層は、ポリシリコンまたは単結晶シリコンを含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項9】
前記疎水化工程において、前記疎水化剤は、少なくとも前記第２層の表面をシリル化する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項10】
前記疎水化工程において、霧状の前記疎水化剤、または、前記疎水化剤の蒸気を前記基板に供給する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項11】
前記疎水化工程において、未使用の前記疎水化剤を、前記リセス内に供給する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項12】
基板に疎水化剤を供給する疎水化剤供給部と、
前記基板にエッチング液を供給するエッチング液供給部と、
前記疎水化剤供給部および前記エッチング液供給部を制御する制御部と
を備え、
前記基板は、基材と、前記基材に支持された積層構造を構成する複数の第１層および複数の第２層とを有し、
前記疎水化剤は、前記第２層の表面を疎水化し、
前記エッチング液は、前記第１層をエッチングし、
前記制御部は、
前記疎水化剤供給部を制御して、前記積層構造に設けられたリセス内に前記疎水化剤を供給することにより、前記複数の第２層の表面を疎水化し、
前記エッチング液供給部を制御して、前記第２層の表面が疎水化された状態で前記リセス内に前記エッチング液を供給することにより、前記第１層を選択的にエッチングし、
前記制御部は、前記第２層の表面の疎水化と、前記第１層の選択的なエッチングとを所定回数繰り返す、基板処理装置。
前記基板にエッチング液を供給するエッチング液供給部と、
前記疎水化剤供給部および前記エッチング液供給部を制御する制御部と
を備え、
前記基板は、基材と、前記基材に支持された積層構造を構成する複数の第１層および複数の第２層とを有し、
前記疎水化剤は、前記第２層の表面を疎水化し、
前記エッチング液は、前記第１層をエッチングし、
前記制御部は、
前記疎水化剤供給部を制御して、前記積層構造に設けられたリセス内に前記疎水化剤を供給することにより、前記複数の第２層の表面を疎水化し、
前記エッチング液供給部を制御して、前記第２層の表面が疎水化された状態で前記リセス内に前記エッチング液を供給することにより、前記第１層を選択的にエッチングし、
前記制御部は、前記第２層の表面の疎水化と、前記第１層の選択的なエッチングとを所定回数繰り返す、基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基板処理方法および基板処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、基材と、基材に支持された積層構造を構成する複数の第１層および複数の第２層とを備えた半導体基板を処理する基板処理方法が知られている。このような基板処理方法として、例えば、特許文献１には、シリコンとシリコンゲルマニウムとが交互に積層された基板のうち、シリコンゲルマニウムを選択的にエッチングする方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１８－６４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、特許文献１のように、複数の層のうち特定の層を選択的にエッチングする場合、特定の層とは異なる他の層もエッチングされることがある。具体的には、特定の層と他の層とが、同じ物質を含んでいたり、化学的特性の近い物質を含んでいたりする場合、エッチング選択性が低下する。この場合、特定の層を深く（多く）エッチングしようとすると、他の層のエッチング量が多くなる。よって、例えば、他の層の厚みが薄くなるため、この基板を用いて製造される半導体素子は、所望の特性を得られなくなる。
【0005】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、エッチング選択性を向上させることが可能な基板処理方法および基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一局面によれば、基板処理方法は、基材に支持された積層構造に設けられたリセス内に、前記積層構造を構成する複数の第１層および複数の第２層のうちの前記複数の第２層の表面を疎水化する疎水化剤を供給する疎水化工程と、前記第２層の表面が疎水化された状態で前記リセス内にエッチング液を供給し、前記第１層を選択的にエッチングするエッチング工程とを含み、前記疎水化工程と前記エッチング工程とを所定回数繰り返す。
【0007】
ある実施形態では、前記第１層および前記第２層は、前記基材の一方面に対して交差する第１方向に積層される。前記リセスは、前記第１方向に沿って延びている。前記エッチング工程において、前記第１層を選択的にエッチングすることにより、前記リセスに繋がる複数の凹部が、前記第１方向と交差する第２方向に延びるように形成される。
【0008】
ある実施形態では、前記凹部の前記第２方向の長さは、前記凹部の前記第１方向の長さの２０倍以上である。
【0009】
ある実施形態において、上記基板処理方法は、前記疎水化工程の後で、前記エッチング工程の前に、前記リセス内に置換液を供給することにより、少なくとも前記第２層の表面に前記疎水化剤が残るように、前記疎水化剤を前記置換液に置換する疎水化後置換工程をさらに含む。
【0010】
ある実施形態において、上記基板処理方法は、前記エッチング工程の後に、前記リセス内にリンス液を供給することにより、前記エッチング液を前記リンス液に置換するエッチング後置換工程をさらに含む。
【0011】
ある実施形態では、前記リンス液は、イソプロピルアルコールを含む。
【0012】
ある実施形態では、前記疎水化工程において、前記疎水化剤は、少なくとも前記第２層の表面をコーティングする。前記エッチング液により前記第２層の表面から前記疎水化剤が無くなる前に、前記エッチング工程から前記エッチング後置換工程に移行する。
【0013】
ある実施形態では、前記第１層は、シリコンゲルマニウムを含む。前記第２層は、ポリシリコンまたは単結晶シリコンを含む。
【0014】
ある実施形態では、前記疎水化工程において、前記疎水化剤は、少なくとも前記第２層の表面をシリル化する。
【0015】
ある実施形態では、前記疎水化工程において、霧状の前記疎水化剤、または、前記疎水化剤の蒸気を前記基板に供給する。
【0016】
ある実施形態では、前記疎水化工程において、未使用の前記疎水化剤を、前記リセス内に供給する。
【0017】
本発明の他の局面によれば、基板処理装置は、疎水化剤供給部と、エッチング液供給部と、制御部とを備える。前記疎水化剤供給部は、基板に疎水化剤を供給する。前記エッチング液供給部は、前記基板にエッチング液を供給する。前記制御部は、前記疎水化剤供給部および前記エッチング液供給部を制御する。前記基板は、基材と、前記基材に支持された積層構造を構成する複数の第１層および複数の第２層とを有する。前記疎水化剤は、前記第２層の表面を疎水化する。前記エッチング液は、前記第１層をエッチングする。前記制御部は、前記疎水化剤供給部を制御して、前記積層構造に設けられたリセス内に前記疎水化剤を供給することにより、前記複数の第２層の表面を疎水化する。前記制御部は、前記エッチング液供給部を制御して、前記第２層の表面が疎水化された状態で前記リセス内に前記エッチング液を供給することにより、前記第１層を選択的にエッチングする。前記制御部は、前記第２層の表面の疎水化と、前記第１層の選択的なエッチングとを所定回数繰り返す。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、エッチング選択性を向上させることが可能な基板処理方法および基板処理装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】第１実施形態の基板処理装置の処理ユニット２００の内部の構成を示す模式図である。
【図2】第１ノズルおよび第２ノズルからリンス液を吐出している状態を示す概略図である。
【図3】第３ノズルおよび第４ノズルから置換液を吐出している状態を示す概略図である。
【図4】第５ノズルおよび第６ノズルから疎水化剤を吐出している状態を示す概略図である。
【図5】第１実施形態の基板処理装置の処理ユニット３００の内部の構成を示す模式図である。
【図6】処理ユニット３００の第１ノズルおよび第２ノズルから処理槽内にエッチング液を吐出している状態を示す概略図である。
【図7】基板処理装置を用いて処理された基板の模式的な部分拡大斜視図である。
【図8】基板処理装置を用いて処理された基板の模式的な部分拡大図である。
【図9】本実施形態の基板処理方法を示すフロー図である。
【図10】本実施形態の基板処理方法を説明するためのリセス周辺の拡大断面図である。
【図11】本実施形態の基板処理方法を説明するためのリセス周辺の拡大断面図である。
【図12】本実施形態の基板処理方法を説明するためのリセス周辺の拡大断面図である。
【図13】本実施形態の基板処理方法を説明するためのリセス周辺の拡大断面図である。
【図14】本実施形態の基板処理方法を説明するためのリセス周辺の拡大断面図である。
【図15】本実施形態の基板処理方法を説明するためのリセス周辺の拡大断面図である。
【図16】本実施形態の基板処理方法を説明するためのリセス周辺の拡大断面図である。
【図17】本実施形態の基板処理方法を説明するためのリセス周辺の拡大断面図である。
【図18】本実施形態の基板処理方法を説明するためのリセス周辺の拡大断面図である。
【図19】第２実施形態の基板処理装置による基板処理方法を示すフロー図である。
【図20】疎水化処理の有無とＳｉ（シリコン）に対するエッチング量との関係を示す実験結果である。
【図21】疎水化処理の有無とＳｉＧｅ（シリコンゲルマニウム）に対するエッチング量との関係を示す実験結果である。
【図22】エッチング後のリンス工程においてリンス液としてＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を用いることによる効果、および、未使用の疎水化剤を用いることによる効果を確認した実験結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、図面を参照して本発明の基板処理方法および基板処理装置に係る実施形態を説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されない。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合がある。また、図中、同一または相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。
【0021】
本明細書では、理解を容易にするため、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向を記載することがある。典型的には、Ｘ方向およびＹ方向は水平方向に平行であり、Ｚ方向は鉛直方向に平行である。但し、これらの方向の定義により、本発明に係る基板処理方法の実行時の向き、および本発明に係る基板処理装置の使用時の向きを限定する意図はない。
【0022】
本実施形態における「基板」には、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、および光磁気ディスク用基板などの各種基板を適用可能である。以下では主として、円盤状の半導体ウエハの処理に用いられる基板処理方法および基板処理装置を例に採って本実施形態を説明するが、上に例示した各種の基板の処理にも同様に適用可能である。また、基板の形状についても各種のものを適用可能である。
【0023】
［第１実施形態］
以下、図１～図１８を参照して本発明の第１実施形態を説明する。まず、図１～図６を参照して第１実施形態の基板処理装置１００を説明する。図１は、第１実施形態の基板処理装置１００の処理ユニット２００の内部の構成を示す模式図である。本実施形態の基板処理装置１００はバッチ式である。したがって、基板処理装置１００は、複数の基板Ｗを一括して処理する。具体的には、基板処理装置１００は、ロット単位で複数の基板Ｗを処理する。１ロットは、例えば２５枚の基板Ｗからなる。
以下、図１～図１８を参照して本発明の第１実施形態を説明する。まず、図１～図６を参照して第１実施形態の基板処理装置１００を説明する。図１は、第１実施形態の基板処理装置１００の処理ユニット２００の内部の構成を示す模式図である。本実施形態の基板処理装置１００はバッチ式である。したがって、基板処理装置１００は、複数の基板Ｗを一括して処理する。具体的には、基板処理装置１００は、ロット単位で複数の基板Ｗを処理する。１ロットは、例えば２５枚の基板Ｗからなる。
【0024】
図１に示すように、基板処理装置１００は、処理ユニット２００を備える。処理ユニット２００は、基板Ｗに対して疎水化処理を行う。具体的には、処理ユニット２００は、チャンバー２０２と、液受け部材２０３と、液供給部２０５と、保持部２５０と、開閉部２６０と、昇降部２７０とを備える。
【0025】
基板Ｗは、後述するリセスを有する。リセスは、ドライエッチング処理よって基板Ｗの表面に形成される。具体的には、基板処理装置１００は、処理ユニット２００以外に、基板Ｗをドライエッチングする処理ユニットを備える。この処理ユニットによってドライエッチングされた基板Ｗが、処理ユニット２００に搬送（搬入）される。
【0026】
チャンバー２０２には、液受け部材２０３と、液供給部２０５とが収容される。また、チャンバー２０２には、基板Ｗの処理時に保持部２５０が収容される。チャンバー２０２は、カバー２０２ａを有する。カバー２０２ａは、チャンバー２０２の上部の開口に装着されている。カバー２０２ａは、開口を開閉するように移動可能である。
【0027】
液供給部２０５は、チャンバー２０２内に処理液を供給する。処理液は、例えば、薬液、リンス液（洗浄液）、除去液および／または疎水化剤を含む。具体的には、液供給部２０５は、保持部２５０に保持された基板Ｗに、霧状のリンス液と、霧状の置換液と、霧状の疎水化剤ＳＭＴとを供給する。なお、液供給部２０５は、リンス液の蒸気を基板Ｗに供給してもよい。また、液供給部２０５は、置換液の蒸気を基板Ｗに供給してもよい。また、液供給部２０５は、疎水化剤ＳＭＴの蒸気を基板Ｗに供給してもよい。
【0028】
図２は、第１ノズル２１１および第２ノズル２１２からリンス液を吐出している状態を示す概略図である。図３は、第３ノズル２１３および第４ノズル２１４から置換液を吐出している状態を示す概略図である。図４は、第５ノズル２１５および第６ノズル２１６から疎水化剤ＳＭＴを吐出している状態を示す概略図である。図１に示すように、液供給部２０５は、第１ノズル２１１～第６ノズル２１６を有する。第１ノズル２１１～第６ノズル２１６は、チャンバー２０２の内部であって、液受け部材２０３の外部に配置される。具体的には、第１ノズル２１１～第６ノズル２１６は、液受け部材２０３の上方に配置される。第１ノズル２１１および第２ノズル２１２は、霧状のリンス液を吐出する。第３ノズル２１３および第４ノズル２１４は、霧状の置換液を吐出する。第５ノズル２１５および第６ノズル２１６は、霧状の疎水化剤ＳＭＴを吐出する。
【0029】
本実施形態において、リンス液は、ＤＩＷ（Ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ Ｗａｔｅｒ：脱イオン水）である。また、置換液は、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）である。
【0030】
疎水化剤ＳＭＴは、例えば、シリコン系撥水化剤、またはメタル系撥水化剤である。シリコン系撥水化剤は、シリコンまたはシリコンを含む化合物を撥水化（疎水化）させる。メタル系撥水化剤は、金属または金属を含む化合物を撥水化（疎水化）させる。
【0031】
シリコン系撥水化剤は、例えば、シランカップリング剤である。シランカップリング剤は、例えば、ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）、ＴＭＳ（テトラメチルシラン）、フッ素化アルキルクロロシラン、アルキルジシラザン、および非クロロ系疎水化剤の少なくとも一つを含む。非クロロ系疎水化剤は、例えば、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、ヘキサメチルジシラザン、テトラメチルジシラザン、ビス（ジメチルアミノ）ジメチルシラン、Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノトリメチルシラン、Ｎ－（トリメチルシリル）ジメチルアミン、およびオルガノシラン化合物の少なくとも一つを含む。
【0032】
メタル系撥水化剤は、例えば、疎水基を有するアミン、および有機シリコン化合物のうちの少なくとも一方を含む。
【0033】
疎水化剤ＳＭＴは、親水性有機溶媒に対して相溶解性がある溶媒で希釈されていてもよい。溶媒は、例えば、ＩＰＡ、またはＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）である。本実施形態では、溶媒は、ＰＧＭＥＡである。
【0034】
図１に示すように、液受け部材２０３は、液供給部２０５から基板Ｗに供給された液を受ける。具体的には、液受け部材２０３は、リンス液、置換液および疎水化剤ＳＭＴを受ける。
【0035】
保持部２５０は、複数の基板Ｗを保持する。具体的には、保持部２５０は、複数の保持棒２５１と、本体板２５２とを有する。本実施形態では、保持部２５０は、３つの保持棒２５１を有する。本体板２５２は、鉛直方向（Ｚ方向）に延びる板状の部材である。保持棒２５１はそれぞれ、本体板２５２の一方の主面から水平方向（Ｘ方向）に延びる。複数の基板Ｗのそれぞれの下縁は、複数（ここでは、３つ）の保持棒２５１に当接する。複数の基板Ｗは、Ｘ方向に間隔をあけて整列した状態で、起立姿勢（鉛直姿勢）で保持される。
【0036】
開閉部２６０は、カバー２０２ａを開閉させる。すなわち、開閉部２６０は、カバー２０２ａを開状態と閉状態との間で遷移させる。カバー２０２ａが開閉することにより、チャンバー２０２の上部の開口が閉塞状態と開放状態との間で遷移する。開閉部２６０は、駆動源と、開閉機構とを有しており、駆動源によって開閉機構を駆動して、カバー２０２ａを開閉させる。駆動源は、例えば、モータを含む。開閉機構は、例えば、ラック・ピニオン機構を含む。
【0037】
昇降部２７０は、保持部２５０を昇降させる。昇降部２７０が保持部２５０を昇降させることにより、保持部２５０に保持されている基板Ｗが昇降する。昇降部２７０は、駆動源および昇降機構を有しており、駆動源によって昇降機構を駆動して、保持部２５０を上昇および下降させる。駆動源は、例えば、モータを含む。昇降機構は、例えば、ラック・ピニオン機構またはボールねじを含む。
【0038】
詳しくは、昇降部２７０は、チャンバー２０２の上部の開口を介して、チャンバー２０２の外部と内部との間で保持部２５０（基板Ｗ）を移動（昇降）させる。すなわち、昇降部２７０は、チャンバー２０２内への基板Ｗの搬入と、チャンバー２０２外への基板Ｗの搬出とを行う。
【0039】
続いて、図１を参照して基板処理装置１００をさらに説明する。図１に示すように、基板処理装置１００は、制御装置１１０をさらに備える。制御装置１１０は、基板処理装置１００の各部の動作を制御する。具体的には、制御装置１１０は、処理ユニット２００の各部の動作を制御する。制御装置１１０は、制御部１１１と、記憶部１１２とを含む。
【0040】
制御部１１１は、プロセッサーを有する。制御部１１１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、または、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を有する。あるいは、制御部１１１は、汎用演算機を有してもよい。
【0041】
記憶部１１２は、データおよびコンピュータプログラムを記憶する。データは、レシピデータを含む。レシピデータは、複数のレシピを示す情報を含む。複数のレシピの各々は、基板Ｗの処理内容および処理手順を規定する。
【0042】
記憶部１１２は、主記憶装置を有する。主記憶装置は、例えば、半導体メモリである。記憶部１１２は、補助記憶装置をさらに有してもよい。補助記憶装置は、例えば、半導体メモリおよびハードディスクドライブの少なくも一方を含む。記憶部１１２はリムーバブルメディアを含んでいてもよい。制御部１１１は、記憶部１１２に記憶されているコンピュータプログラムおよびデータに基づいて、基板処理装置１００の各部の動作を制御する。
【0043】
制御装置１１０（制御部１１１）は、開閉部２６０を制御して、カバー２０２ａを開状態と閉状態との間で遷移させる。詳しくは、制御装置１１０（制御部１１１）は、チャンバー２０２内への基板Ｗの搬入時、およびチャンバー２０２外への基板Ｗの搬出時に、カバー２０２ａを開状態にする。カバー２０２ａが開状態となることにより、チャンバー２０２の上部の開口が開放状態となり、チャンバー２０２内への基板Ｗの搬入、およびチャンバー２０２外への基板Ｗの搬出が可能となる。制御装置１１０（制御部１１１）は、基板Ｗの処理時に、カバー２０２ａを閉状態にする。カバー２０２ａが閉状態となることにより、チャンバー２０２の上部の開口が閉塞状態となる。この結果、チャンバー２０２の内部が密閉空間となる。基板Ｗは、密閉空間内で処理される。
【0044】
制御装置１１０（制御部１１１）は、昇降部２７０を制御して、保持部２５０（基板Ｗ）を昇降させる。詳しくは、制御装置１１０（制御部１１１）は、チャンバー２０２内への基板Ｗの搬入時に、チャンバー２０２の上部の開口を介して、チャンバー２０２の外部から内部へ保持部２５０を移動させて、基板Ｗをチャンバー２０２内に搬入する。制御装置１１０（制御部１１１）は、チャンバー２０２外への基板Ｗの搬出時に、チャンバー２０２の上部の開口を介して、チャンバー２０２の内部から外部へ保持部２５０を移動させて、基板Ｗをチャンバー２０２から搬出する。制御装置１１０（制御部１１１）は、基板Ｗの処理時に、チャンバー２０２内で、保持部２５０を液受け部材２０３の上方に保持する。
【0045】
基板処理装置１００は、リンス液供給源２２１と、置換液供給源２２２と、疎水化剤供給源２２３と、第１配管２３１～第３配管２３３、排液ライン２４１と、第１バルブＶ２０１～第４バルブＶ２０４とをさらに備える。
【0046】
リンス液供給源２２１は、リンス液を供給する。本実施形態では、リンス液供給源２２１は、ＤＩＷを供給する。置換液供給源２２２は、置換液を供給する。本実施形態では、置換液供給源２２２は、ＩＰＡを供給する。疎水化剤供給源２２３は、疎水化剤ＳＭＴを供給する。
【0047】
第１配管２３１には、リンス液供給源２２１からリンス液が供給される。第１配管２３１は、リンス液供給源２２１から供給されるリンス液を、第１ノズル２１１および第２ノズル２１２まで流通させる。
【0048】
第１ノズル２１１および第２ノズル２１２は、中空の管状部材である。第１ノズル２１１および第２ノズル２１２にはそれぞれ、複数の吐出孔が形成されている。本実施形態において、第１ノズル２１１および第２ノズル２１２はＸ方向に延びる。第１ノズル２１１の複数の吐出孔は、Ｘ方向に等間隔に形成されている。同様に、第２ノズル２１２の複数の吐出孔は、Ｘ方向に等間隔に形成されている。
【0049】
第１配管２３１を介して第１ノズル２１１にリンス液が供給されると、第１ノズル２１１の複数の吐出孔からチャンバー２０２の内部へリンス液が吐出される。同様に、第１配管２３１を介して第２ノズル２１２にリンス液が供給されると、第２ノズル２１２の複数の吐出孔からチャンバー２０２の内部へリンス液が吐出される。
【0050】
第１配管２３１には、第１バルブＶ２０１が介装されている。第１バルブＶ２０１は、第１配管２３１の流路を開閉する開閉弁である。第１バルブＶ２０１は、第１配管２３１を流れるリンス液の流通を制御する。詳しくは、第１バルブＶ２０１が開くと、リンス液が第１配管２３１を介して第１ノズル２１１および第２ノズル２１２まで流れる。この結果、第１ノズル２１１および第２ノズル２１２からリンス液が吐出される。第１バルブＶ２０１が閉じると、リンス液の流通が遮断されて、第１ノズル２１１および第２ノズル２１２によるリンス液の吐出が停止する。
【0051】
第１バルブＶ２０１は、第１配管２３１を流れるリンス液の流量を調整する調整弁としても機能する。第１バルブＶ２０１は、例えば電磁弁である。第１バルブＶ２０１は、制御装置１１０（制御部１１１）によって制御される。
【0052】
本実施形態では、第１配管２３１には、ヒータ（図示せず）が介装されていてもよい。ヒータは、リンス液を加熱して、リンス液を高温にしてもよいし、リンス液を気化させてもよい。つまり、ヒータは、リンス液を高温にしてもよいし、リンス液の蒸気を生成してもよい。そして、第１ノズル２１１および第２ノズル２１２は、高温のリンス液またはリンス液の蒸気を吐出してもよい。なお、リンス液供給源２２１にヒータ（図示せず）を設け、リンス液供給源２２１から第１配管２３１に、高温のリンス液を供給してもよいし、リンス液の蒸気を供給してもよい。また、ヒータを設けず、第１ノズル２１１および第２ノズル２１２から常温のリンス液を吐出してもよい。
【0053】
第２配管２３２には、置換液供給源２２２からＩＰＡが供給される。第２配管２３２は、置換液供給源２２２から供給されるＩＰＡを、第３ノズル２１３および第４ノズル２１４まで流通させる。
【0054】
第３ノズル２１３および第４ノズル２１４は、第１ノズル２１１および第２ノズル２１２の下方に配置される。第３ノズル２１３および第４ノズル２１４の構成は、第１ノズル２１１および第２ノズル２１２と同様である。第３ノズル２１３および第４ノズル２１４は、第１ノズル２１１および第２ノズル２１２と同様に、チャンバー２０２の内部へＩＰＡを吐出する。
【0055】
第２配管２３２には、第２バルブＶ２０２が介装されている。第２バルブＶ２０２は、第２配管２３２の流路を開閉する開閉弁である。第２バルブＶ２０２は、第１バルブＶ２０１と同様に、第２配管２３２を流れるＩＰＡの流通を制御する。第２バルブＶ２０２は、第２配管２３２を流れるＩＰＡの流量を調整する調整弁としても機能する。第２バルブＶ２０２は、例えば電磁弁である。第２バルブＶ２０２は、制御装置１１０（制御部１１１）によって制御される。
【0056】
本実施形態では、第２配管２３２には、ヒータ（図示せず）が介装されている。ヒータは、ＩＰＡを加熱して、ＩＰＡを高温にしてもよいし、ＩＰＡを気化させてもよい。つまり、ヒータは、液体のＩＰＡを高温にしてもよいし、ＩＰＡの蒸気を生成してもよい。そして、第３ノズル２１３および第４ノズル２１４は、高温の液体のＩＰＡまたはＩＰＡの蒸気を吐出してもよい。なお、置換液供給源２２２にヒータ（図示せず）を設け、置換液供給源２２２から第３配管２３３に、高温の液体のＩＰＡを供給してもよいし、ＩＰＡの蒸気を供給してもよい。また、ヒータを設けず、第３ノズル２１３および第４ノズル２１４から常温の液体のＩＰＡを吐出してもよい。
【0057】
第３配管２３３には、疎水化剤供給源２２３から疎水化剤ＳＭＴが供給される。第３配管２３３は、疎水化剤供給源２２３から供給される疎水化剤ＳＭＴを第５ノズル２１５および第６ノズル２１６まで流通させる。
【0058】
第５ノズル２１５および第６ノズル２１６は、第３ノズル２１３および第４ノズル２１４の下方に配置される。第５ノズル２１５および第６ノズル２１６の構成は、第１ノズル２１１および第２ノズル２１２と同様である。第５ノズル２１５および第６ノズル２１６は、第１ノズル２１１および第２ノズル２１２と同様に、チャンバー２０２の内部へ疎水化剤ＳＭＴを吐出する。
【0059】
第３配管２３３には、第３バルブＶ２０３が介装されている。第３バルブＶ２０３は、第３配管２３３の流路を開閉する開閉弁である。第３バルブＶ２０３は、第１バルブＶ２０１と同様に、第３配管２３３を流れる疎水化剤ＳＭＴの流通を制御する。第３バルブＶ２０３は、第３配管２３３を流れる疎水化剤ＳＭＴの流量を調整する調整弁としても機能する。第３バルブＶ２０３は、例えば電磁弁である。第３バルブＶ２０３は、制御装置１１０（制御部１１１）によって制御される。
【0060】
なお、疎水化剤供給源２２３、第３配管２３３、第３バルブＶ２０３、第５ノズル２１５および第６ノズル２１６によって、基板Ｗに疎水化剤ＳＭＴを供給する疎水化剤供給部２０６が構成されている。
【0061】
本実施形態では、第３配管２３３には、ヒータ（図示せず）が介装されていてもよい。ヒータは、疎水化剤ＳＭＴを加熱して、疎水化剤ＳＭＴを高温にしてもよいし、疎水化剤ＳＭＴを気化させてもよい。つまり、ヒータは、液体の疎水化剤ＳＭＴを高温にしてもよいし、疎水化剤ＳＭＴの蒸気を生成してもよい。そして、第５ノズル２１５および第６ノズル２１６は、高温の液体の疎水化剤ＳＭＴ、または、疎水化剤ＳＭＴの蒸気を吐出してもよい。なお、疎水化剤供給源２２３にヒータ（図示せず）を設け、疎水化剤供給源２２３から第３配管２３３に、高温の液体の疎水化剤ＳＭＴを供給してもよいし、疎水化剤ＳＭＴの蒸気を供給してもよい。また、ヒータを設けず、第５ノズル２１５および第６ノズル２１６から常温の液体の疎水化剤ＳＭＴを吐出してもよい。
【0062】
排液ライン２４１は、液受け部材２０３の底部に接続されている。排液ライン２４１には、第４バルブＶ２０４が介装されている。第４バルブＶ２０４は、排液ライン２４１の流路を開閉する開閉弁である。第４バルブＶ２０４は、例えば電磁弁である。第４バルブＶ２０４は、制御装置１１０（制御部１１１）によって制御される。制御装置１１０（制御部１１１）は、液受け部材２０３内に処理液を貯める際に、第４バルブＶ２０４を閉じる。一方、制御装置１１０（制御部１１１）は、液受け部材２０３から処理液を排出させる際に、第４バルブＶ２０４を開く。第４バルブＶ２０４が開くと、液受け部材２０３に貯められていた処理液が、排液ライン２４１を介して、液受け部材２０３からチャンバー２０２の外部へ排出される。
【0063】
なお、基板処理装置１００は、チャンバー２０２内の圧力を減少させる減圧部（図示せず）を備えてもよい。減圧部は、例えば、排気ポンプを含む。排気ポンプは、例えば、真空ポンプである。減圧部は、カバー２０２ａが閉状態の際にチャンバー２０２内の気体を排気して、チャンバー２０２内を大気圧未満に減圧してもよい。
【0064】
次に、図５を参照して、本実施形態の基板処理装置１００の処理ユニット３００について説明する。図５は、第１実施形態の基板処理装置１００の処理ユニット３００の内部の構成を示す模式図である。図６は、処理ユニット３００の第１ノズル３１１および第２ノズル３１２から処理槽３０３内にエッチング液を吐出している状態を示す概略図である。
【0065】
図５に示すように、基板処理装置１００は、処理ユニット３００を備える。処理ユニット３００は、基板Ｗに対してエッチング処理を行う。処理ユニット３００には、処理ユニット２００によって疎水化処理された基板Ｗが搬送（搬入）される。本実施形態では、処理ユニット３００は、基板Ｗの一部をウェットエッチングする。具体的には、処理ユニット３００は、チャンバー３０２と、処理槽３０３と、液供給部３０５と、開閉部３６０と、昇降部３７０とを備える。
【0066】
チャンバー３０２には、処理槽３０３と、液供給部３０５とが収容される。また、チャンバー３０２には、基板Ｗの処理時に保持部２５０が収容される。チャンバー３０２は、カバー３０２ａを有する。カバー３０２ａは、チャンバー３０２の上部の開口に装着されている。カバー３０２ａは、開口を開閉するように移動可能である。
【0067】
処理槽３０３は、処理液を貯留する。処理液は、エッチング液を含む。したがって、処理槽３０３は、エッチング液を貯留する。本実施形態では、エッチング液は、エステル系溶媒と、フッ化アンモニウムと、過酸化水素水とを混合した水溶液である。処理槽３０３内に基板Ｗが浸漬されることによって、基板Ｗに対するエッチング処理が行われる。
【0068】
液供給部３０５は、チャンバー３０２内に処理液を供給する。具体的には、液供給部３０５は、チャンバー３０２内に、エッチング液を供給する。
【0069】
液供給部３０５は、エッチング液を処理槽３０３に供給する。詳しくは、液供給部３０５は、第１ノズル３１１と、第２ノズル３１２とを有する。第１ノズル３１１および第２ノズル３１２は、処理槽３０３内に配置される。図６に示すように、第１ノズル３１１および第２ノズル３１２は、処理槽３０３内にエッチング液を吐出する。
【0070】
図５に示すように、開閉部３６０は、カバー３０２ａを開閉させる。すなわち、開閉部３６０は、カバー３０２ａを開状態と閉状態との間で遷移させる。カバー３０２ａが開閉することにより、チャンバー３０２の上部の開口が閉塞状態と開放状態との間で遷移する。開閉部３６０は、駆動源と、開閉機構とを有しており、駆動源によって開閉機構を駆動して、カバー３０２ａを開閉させる。駆動源は、例えば、モータを含む。開閉機構は、例えば、ラック・ピニオン機構を含む。
【0071】
昇降部３７０は、保持部２５０を昇降させる。なお、保持部２５０は、図１を用いて説明した保持部２５０である。保持部２５０は、基板Ｗを保持した状態で、処理ユニット２００と処理ユニット３００との間を移動可能である。昇降部３７０が保持部２５０を昇降させることにより、保持部２５０に保持されている基板Ｗが昇降する。昇降部３７０は、駆動源および昇降機構を有しており、駆動源によって昇降機構を駆動して、保持部２５０を上昇および下降させる。駆動源は、例えば、モータを含む。昇降機構は、例えば、ラック・ピニオン機構またはボールねじを含む。
【0072】
詳しくは、昇降部３７０は、チャンバー３０２の上部の開口を介して、チャンバー３０２の外部と内部との間で保持部２５０（基板Ｗ）を移動（昇降）させる。すなわち、昇降部３７０は、チャンバー３０２内への基板Ｗの搬入と、チャンバー３０２外への基板Ｗの搬出とを行う。
【0073】
また、昇降部３７０は、チャンバー３０２内において、処理槽３０３内の処理位置と処理槽３０３外の待機位置との間で保持部２５０（基板Ｗ）を移動（昇降）させる。保持部２５０が処理位置へ移動することにより、基板Ｗが処理槽３０３内に移動する。保持部２５０が待機位置へ移動することにより、基板Ｗが処理槽３０３外へ移動する。具体的には、待機位置は、処理位置の上方の位置である。保持部２５０が待機位置へ移動することにより、基板Ｗが処理槽３０３の上方の空間へ移動する。なお、図５は、処理位置へ移動した保持部２５０および基板Ｗを実線で示し、待機位置へ移動した保持部２５０および基板Ｗを２点鎖線で示している。
【0074】
【0075】
制御装置１１０（制御部１１１）は、開閉部３６０を制御して、カバー３０２ａを開状態と閉状態との間で遷移させる。詳しくは、制御装置１１０（制御部１１１）は、チャンバー３０２内への基板Ｗの搬入時、およびチャンバー３０２外への基板Ｗの搬出時に、カバー３０２ａを開状態にする。カバー３０２ａが開状態となることにより、チャンバー３０２の上部の開口が開放状態となり、チャンバー３０２内への基板Ｗの搬入、およびチャンバー３０２外への基板Ｗの搬出が可能となる。制御装置１１０（制御部１１１）は、基板Ｗの処理時に、カバー３０２ａを閉状態にする。カバー３０２ａが閉状態となることにより、チャンバー３０２の上部の開口が閉塞状態となる。この結果、チャンバー３０２の内部が密閉空間となる。基板Ｗは、密閉空間内で処理される。
【0076】
制御装置１１０（制御部１１１）は、昇降部３７０を制御して、保持部２５０（基板Ｗ）を昇降させる。詳しくは、制御装置１１０（制御部１１１）は、チャンバー３０２内への基板Ｗの搬入時に、チャンバー３０２の上部の開口を介して、チャンバー３０２の外部から内部へ保持部２５０を移動させて、基板Ｗをチャンバー３０２内に搬入する。制御装置１１０（制御部１１１）は、チャンバー３０２外への基板Ｗの搬出時に、チャンバー３０２の上部の開口を介して、チャンバー３０２の内部から外部へ保持部２５０を移動させて、基板Ｗをチャンバー３０２から搬出する。制御装置１１０（制御部１１１）は、基板Ｗの処理時に、チャンバー３０２内で、保持部２５０を処理位置と待機位置との間で移動（昇降）させる。
【0077】
基板処理装置１００は、エッチング液供給源３２１と、第１配管３３１と、排液ライン３４１と、第１バルブＶ３０１と、第２バルブＶ３０２とをさらに備える。
【0078】
エッチング液供給源３２１は、エッチング液を供給する。
【0079】
第１配管３３１には、エッチング液供給源３２１からエッチング液が供給される。第１配管３３１は、エッチング液供給源３２１から供給されるエッチング液を、第１ノズル３１１および第２ノズル３１２まで流通させる。
【0080】
第１ノズル３１１および第２ノズル３１２は、中空の管状部材である。第１ノズル３１１および第２ノズル３１２にはそれぞれ、複数の吐出孔が形成されている。本実施形態において、第１ノズル３１１および第２ノズル３１２はＸ方向に延びる。第１ノズル３１１の複数の吐出孔は、Ｘ方向に等間隔に形成されている。同様に、第２ノズル３１２の複数の吐出孔は、Ｘ方向に等間隔に形成されている。
【0081】
第１配管３３１を介して第１ノズル３１１にエッチング液が供給されると、第１ノズル３１１の複数の吐出孔から処理槽３０３内へエッチング液が吐出される。同様に、第１配管３３１を介して第２ノズル３１２にエッチング液が供給されると、第２ノズル３１２の複数の吐出孔から処理槽３０３内へエッチング液が吐出される。
【0082】
第１配管３３１には、第１バルブＶ３０１が介装されている。第１バルブＶ３０１は、第１配管３３１の流路を開閉する開閉弁である。第１バルブＶ３０１は、第１配管３３１を流れるエッチング液の流通を制御する。詳しくは、第１バルブＶ３０１が開くと、エッチング液が第１配管３３１を介して第１ノズル３１１および第２ノズル３１２まで流れる。この結果、第１ノズル３１１および第２ノズル３１２からエッチング液が吐出される。第１バルブＶ３０１が閉じると、エッチング液の流通が遮断されて、第１ノズル３１１および第２ノズル３１２によるエッチング液の吐出が停止する。
【0083】
第１バルブＶ３０１は、第１配管３３１を流れるエッチング液の流量を調整する調整弁としても機能する。第１バルブＶ３０１は、例えば電磁弁である。第１バルブＶ３０１は、制御装置１１０（制御部１１１）によって制御される。
【0084】
なお、エッチング液供給源３２１、第１配管３３１、第１バルブＶ３０１、第１ノズル３１１および第２ノズル３１２によって、基板Ｗにエッチング液を供給するエッチング液供給部３０６が構成されている。
【0085】
また、第１配管３３１には、ヒータ（図示せず）が介装されていてもよい。ヒータは、エッチング液を加熱して、エッチング液を高温にする。なお、ヒータを設けず、第１ノズル３１１および第２ノズル３１２から常温のエッチング液を吐出してもよい。
【0086】
排液ライン３４１は、処理槽３０３の底部に接続している。排液ライン３４１には、第２バルブＶ３０２が介装されている。第２バルブＶ３０２は、排液ライン３４１の流路を開閉する開閉弁である。第２バルブＶ３０２は、例えば電磁弁である。第２バルブＶ３０２は、制御装置１１０（制御部１１１）によって制御される。制御装置１１０（制御部１１１）は、処理槽３０３内に処理液を貯める際に、第２バルブＶ３０２を閉じる。一方、制御装置１１０（制御部１１１）は、処理槽３０３から処理液を排出させる際に、第２バルブＶ３０２を開く。第２バルブＶ３０２が開くと、処理槽３０３に貯められていた処理液が、排液ライン３４１を介して、処理槽３０３からチャンバー３０２の外部へ排出される。
【0087】
なお、基板処理装置１００は、チャンバー３０２内の圧力を減少させる減圧部（図示せず）を備えていてもよい。減圧部は、例えば、排気ポンプを含む。排気ポンプは、例えば、真空ポンプである。減圧部は、カバー３０２ａが閉状態の際にチャンバー３０２内の気体を排気して、チャンバー３０２内を大気圧未満に減圧してもよい。
【0088】
次に、図７および図８を参照して、本実施形態の基板処理装置１００を用いて処理された基板Ｗを説明する。図７は、基板処理装置１００を用いて処理された基板Ｗの模式的な部分拡大斜視図である。図８は、基板処理装置１００を用いて処理された基板Ｗの模式的な部分拡大図である。なお、図７では、基板Ｗの基材Ｓの主面に対して直交する方向をｚ方向と示しており、ｚ方向に直交する方向をｘ方向およびｙ方向と示している。
【0089】
図７および図８に示すように、基板Ｗは、基材Ｓと、積層構造Ｌとを有する。基材Ｓは、ｘｙ平面に広がる薄板状である。積層構造Ｌは、基材Ｓの主面Ｓａに形成される。基材Ｓは、積層構造Ｌを支持する。積層構造Ｌは、基材Ｓの主面Ｓａからｚ方向に延びるように形成される。基材Ｓは、例えば、半導体を含む。基材Ｓの材質は、特に限定されるものではないが、例えば、シリコン（以下、Ｓｉと記載することがある）を含む。本実施形態では、基材Ｓは、単結晶シリコンを含む。なお、主面Ｓａは、本発明の「一方面」の一例である。また、ｚ方向は、本発明の「第１方向」の一例である。
【0090】
積層構造Ｌは、複数の第１層Ｍ１と、複数の第２層Ｍ２とを有する。第１層Ｍ１と第２層Ｍ２とは交互に積層される。第１層Ｍ１および第２層Ｍ２は、基材Ｓの主面Ｓａに対して交差するｚ方向に積層される。
【0091】
第１層Ｍ１および第２層Ｍ２は、例えば、半導体を含む。第１層Ｍ１および第２層Ｍ２は、特に限定されるものではないが、例えば、同じ元素を含む。第１層Ｍ１および第２層Ｍ２は、例えば、シリコン元素を含む。本実施形態では、第１層Ｍ１は、シリコンゲルマニウム（以下、ＳｉＧｅと記載することがある）を含む。第２層Ｍ２は、ポリシリコンまたは単結晶シリコンを含む。このように、Ｓｉ層とＳｉＧｅ層とが積層されている基板Ｗは、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（金属酸化膜半導体電解効果トランジスタ）の半導体素子の製造に用いられる。
【0092】
第１層Ｍ１に含まれるゲルマニウム（以下、Ｇｅと記載することがある）の組成比は、５０％よりも小さい。第１層Ｍ１に含まれるＧｅの組成比は、特に限定されるものではないが、例えば、５％以上、２５％以下である。本実施形態では、第１層Ｍ１に含まれるＧｅの組成比は、２０％以下である。
【0093】
複数の第１層Ｍ１のそれぞれは、基材Ｓの主面Ｓａと平行に延びる。基材Ｓの厚み方向（ｚ方向）において、第１層Ｍ１は、第２層Ｍ２同士の間、または、第２層Ｍ２と基材Ｓとの間に配置されている。
【0094】
例えば、第１層Ｍ１の厚み（ｚ方向に沿った長さ）は、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。また、例えば、第２層Ｍ２の厚み（ｚ方向に沿った長さ）は、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。第１層Ｍ１の厚みは、特に限定されるものではないが、例えば、第２層Ｍ２の厚みよりも小さくてもよい。本実施形態では、第１層Ｍ１の厚みは、例えば、５ｎｍ以上、１５ｎｍ以下である。
【0095】
また、例えば、１層の第１層Ｍ１の厚みと１層の第２層Ｍ２の厚みとの合計は２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。積層構造Ｌは、例えば、２層以上１００層以下の第１層Ｍ１と、２層以上１００層以下の第２層Ｍ２とを備える。
【0096】
基板Ｗは、リセスＲを有する。リセスＲは、積層構造Ｌに設けられる。リセスＲは、積層構造Ｌに対して例えばドライエッチングを行うことによって形成される。リセスＲは、基材Ｓの主面Ｓａに対して交差する方向に沿って延びる。具体的には、リセスＲは、基材Ｓの主面Ｓａに対して垂直方向（ｚ方向）に延びる。リセスＲは、積層構造Ｌの表面Ｌａから基材Ｓに向かって延びる。本実施形態では、リセスＲは、積層構造Ｌの表面Ｌａから基材Ｓまで延びる。なお、本実施形態では、リセスＲは、基材Ｓの内部まで延びているが、基材Ｓの主面Ｓａにエッチングストップ層（図示せず）を設け、リセスＲが基材Ｓの内部まで到達しないように構成してもよい。
【0097】
リセスＲは、基板Ｗの厚み方向（ｚ方向）から見て、長手方向と短手方向とを有する細長形状に形成されている。本実施形態では、長手方向はｙ方向であり、短手方向はｘ方向である。以下、リセスＲの短手方向の長さをリセスＲの幅と記載することがある。
【0098】
リセスＲの幅は、ナノオーダーである。例えば、リセスＲの幅は、２０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。リセスＲの幅は、５０ｎｍ以上２００ｎｍであってもよい。
【0099】
基板Ｗは、複数の凹部Ｃを有する。複数の凹部Ｃは、リセスＲに繋がる。凹部Ｃは、厚み方向（ｚ方向）において、第２層Ｍ２同士の間、または、第２層Ｍ２と基材Ｓとの間に配置される。凹部Ｃは、厚み方向（ｚ方向）と交差するｘ方向に延びるように形成される。なお、ｘ方向は、本発明の「第２方向」の一例である。
【0100】
以下、凹部Ｃのｚ方向の長さを凹部Ｃの幅と記載し、凹部Ｃのｘ方向の長さを凹部Ｃの深さと記載することがある。凹部Ｃのアスペクト比（凹部Ｃの幅に対する深さの大きさ）は、特に限定されるものではないが、例えば、１０以上、１００以下である。本実施形態では、凹部Ｃのアスペクト比は、２０以上である。言い換えると、凹部Ｃの深さ（ｘ方向の長さ）は、凹部Ｃの幅（ｚ方向の長さ）の２０倍以上である。また、本実施形態では、凹部Ｃのアスペクト比は、例えば、３０以上、５０以下である。
【0101】
ここで、凹部Ｃは、リセスＲ内にエッチング液が導入され、第１層Ｍ１がウェットエッチングされることによって、形成される。このとき、エッチング液が、第１層Ｍ１および第２層Ｍ２のうち、第１層Ｍ１を選択的にエッチングする機能を有していたとしても、第１層Ｍ１と第２層Ｍ２との間で化学的特性が近い物質を含んでいる場合、エッチング選択性が低下する。具体的には、エッチング液が第１層Ｍ１だけをエッチングすることは困難で、第２層Ｍ２もエッチングしてしまう。このため、エッチングする部分（凹部Ｃ）のアスペクト比が大きくなるほど、エッチングにより第２層Ｍ２の厚みが薄くなるため、この基板Ｗを用いて製造される半導体素子が所望の特性を得られないことがある。
【0102】
詳細は後述するが、本実施形態によれば、凹部Ｃのアスペクト比が大きい場合であっても、第１層Ｍ１を選択的にエッチングできる。これにより、第２層Ｍ２の厚みが薄くなることを抑制できる。
【0103】
続いて、図９～図１８を参照して本実施形態の基板処理方法を説明する。図９は、本実施形態の基板処理方法を示すフロー図である。図１０～図１８は、本実施形態の基板処理方法を説明するためのリセスＲ周辺の拡大断面図である。本実施形態の基板処理方法は、ステップＳ１～ステップＳ１０を含む。ステップＳ１～ステップＳ１０は、制御部１１１によって実行される。なお、ステップＳ６は、本発明の「疎水化工程」の一例である。また、ステップＳ７は、本発明の「疎水化後置換工程」の一例である。また、ステップＳ８は、本発明の「エッチング工程」の一例である。また、ステップＳ９は、本発明の「エッチング後置換工程」の一例である。
【0104】
図９に示すように、ステップＳ１において、基板Ｗの酸化膜を除去する。具体的には、図１０に示す基板ＷのリセスＲに形成された自然酸化膜（図示せず）を除去する。基板処理装置１００で処理する基板Ｗは、基材Ｓと、積層構造Ｌと、積層構造Ｌに設けられたリセスＲとを有する。なお、ステップＳ１では、凹部Ｃは、基板Ｗに形成されていない。
【0105】
本実施形態では、図５に示した処理ユニット３００、または、処理ユニット３００と同様の構造を有する処理ユニットを用いて、基板Ｗの自然酸化膜を除去する。具体的には、薬液が処理槽３０３に貯留される。薬液は、基板Ｗの自然酸化膜を除去可能な薬液である。薬液は、特に限定されるものではないが、例えば、フッ酸を含む。薬液は、例えば、数１０倍以上、数１０００倍以下に希釈されたフッ酸（希フッ酸）を含む。
【0106】
例えば、制御部１１１は、保持部２５０を処理位置へ移動させて、チャンバー２０２内に搬入された基板Ｗを、処理槽３０３に貯留されている薬液に浸漬させる。これにより、基板ＷのリセスＲの内面に形成された自然酸化膜が薬液によって除去される。制御部１１１は、基板Ｗを薬液に浸漬させてから所定時間経過すると、保持部２５０を待機位置へ移動させる。
【0107】
次に、ステップＳ２において、基板Ｗをリンスする。具体的には、図１に示した処理ユニット２００、または、処理ユニット２００と同様の構造を有する処理ユニット２００を用いて、基板Ｗをリンスする。
【0108】
例えば、制御部１１１は、保持部２５０をチャンバー３０２からチャンバー２０２内に移動させて、基板Ｗをチャンバー２０２内に配置する。制御部１１１は、第１ノズル２１１および第２ノズル２１２から基板Ｗにリンス液を供給する。本実施形態では、制御部１１１は、第１ノズル２１１および第２ノズル２１２から基板Ｗに向けて霧状のリンス液を吹き付ける。これにより、基板Ｗの表面に付着している薬液が、リンス液によって洗い流される。制御部１１１は、基板Ｗへのリンス液の供給を開始してから所定時間経過すると、リンス液の供給を停止する。なお、本実施形態では、リンス液は、ＤＩＷである。
【0109】
次に、ステップＳ３において、第１層Ｍ１の一部をエッチングする。具体的には、図５に示した処理ユニット３００を用いて、第１層Ｍ１の一部をエッチングする。
【0110】
制御部１１１は、保持部２５０をチャンバー２０２からチャンバー３０２内に移動させて、基板Ｗをチャンバー３０２内に配置する。制御部１１１は、第１ノズル３１１および第２ノズル３１２から処理槽３０３にエッチング液Ｅ１を供給する。なお、エッチング液Ｅ１は、基板Ｗがチャンバー３０２内に移動される前に、処理槽３０３に貯留されていてもよい。
【0111】
エッチング液Ｅ１は、第１層Ｍ１をエッチング可能な液である。第１層Ｍ１に対するエッチング液Ｅ１のエッチング量（エッチング速度）は、第２層Ｍ２に対するエッチング液Ｅ１のエッチング量（エッチング速度）に比べて、約５倍以上であることが好ましく、約１０倍以上であることがより好ましい。本実施形態では、第１層Ｍ１に対するエッチング液Ｅ１のエッチング量は、第２層Ｍ２に対するエッチング液Ｅ１のエッチング量に比べて、約２０倍である。
【0112】
エッチング液Ｅ１の成分は、第１層Ｍ１および第２層Ｍ２の材質によって適宜設定されるものであり、特に限定されるものではない。本実施形態では、エッチング液Ｅ１は、エステル系溶媒と、フッ化アンモニウムと、過酸化水素水とを混合した水溶液である。
【0113】
制御部１１１は、保持部２５０を待機位置から処理位置に移動させる。つまり、制御部１１１は、保持部２５０を処理槽３０３内に移動させる。これにより、基板Ｗがエッチング液Ｅ１に浸漬される。
【0114】
図１１に示すように、エッチング液Ｅ１は、リセスＲ内に流入する。そして、エッチング液Ｅ１は、少なくとも第１層Ｍ１をエッチングする。本実施形態では、エッチング液Ｅ１は、第２層Ｍ２に比べて約２０倍大きいエッチング速度で、第１層Ｍ１をエッチングする。これにより、積層構造Ｌに凹部Ｃ（図１２参照）が形成される。そして、制御部１１１は、保持部２５０を処理槽３０３内に移動させてから所定時間経過すると、保持部２５０を待機位置から処理位置に移動させる。つまり、制御部１１１は、保持部２５０を処理槽３０３から引き上げる。なお、ステップＳ３で形成される凹部Ｃの深さ（ｘ方向の長さ）は、図８に示した凹部Ｃの深さよりも小さい。ステップＳ３で形成される凹部Ｃのアスペクト比は、例えば、１０よりも小さい。
【0115】
次に、ステップＳ４において、基板Ｗをリンスする。具体的には、図１に示した処理ユニット２００を用いて、基板Ｗをリンスする。
【0116】
例えば、制御部１１１は、保持部２５０をチャンバー３０２からチャンバー２０２内に移動させて、基板Ｗをチャンバー２０２内に配置する。制御部１１１は、第１ノズル２１１および第２ノズル２１２から基板Ｗにリンス液を供給する。本実施形態では、制御部１１１は、第１ノズル２１１および第２ノズル２１２から基板Ｗに向けて霧状のリンス液（ここでは、ＤＩＷ）を吹き付ける（図２参照）。これにより、基板Ｗの表面に付着しているエッチング液Ｅ１が、リンス液によって洗い流される。制御部１１１は、基板Ｗへのリンス液の供給を開始してから所定時間経過すると、リンス液の供給を停止する。
【0117】
次に、ステップＳ５において、基板Ｗに付着しているリンス液を置換液に置換する。具体的には、置換液は、基板Ｗの表面に存在するリンス液（ここでは、ＤＩＷ）を置換可能な液である。また、置換液は、疎水化剤ＳＭＴに対して親和性を有する液が好ましい。置換液は、例えば、有機溶剤またはアルコールを含んでもよい。本実施形態では、置換液は、ＩＰＡを含む。
【0118】
例えば、制御部１１１は、第３ノズル２１３および第４ノズル２１４から基板Ｗに置換液を供給する。本実施形態では、制御部１１１は、第３ノズル２１３および第４ノズル２１４から基板Ｗに向けて霧状の置換液を吹き付ける（図３参照）。これにより、基板Ｗの表面に付着しているリンス液が、置換液に置換される。本実施形態では、未使用の置換液が、第３ノズル２１３および第４ノズル２１４から基板Ｗに供給される。なお、１回以上使用された後に回収された使用済みの置換液が、基板Ｗに供給されてもよい。
【0119】
制御部１１１は、基板Ｗへの置換液の供給を開始してから所定時間経過すると、置換液の供給を停止する。
【0120】
図１２に示すように、ステップＳ５では、基板Ｗに吹き付けられた置換液は、蒸発して、リセスＲおよび凹部Ｃ内に残留しないことが好ましい。なお、ステップＳ５において、リセスＲおよび凹部Ｃ内に置換液が残留してもよい。
【0121】
次に、ステップＳ６において、疎水化剤ＳＭＴを基板Ｗに供給して第２層Ｍ２の表面を疎水化する。
【0122】
例えば、制御部１１１は、第５ノズル２１５および第６ノズル２１６から基板Ｗに疎水化剤ＳＭＴを供給する。本実施形態では、制御部１１１は、第５ノズル２１５および第６ノズル２１６から基板Ｗに向けて霧状の疎水化剤ＳＭＴを吹き付ける（図４参照）。これにより、図１３に示すように、第２層Ｍ２の表面を疎水化する疎水化剤ＳＭＴが、リセスＲ内および凹部Ｃ内に流入する。このため、第２層Ｍ２の表面が疎水化される。具体的には、疎水化剤ＳＭＴは、少なくとも第２層Ｍ２の表面をコーティングする。また、疎水化剤ＳＭＴは、少なくとも第２層Ｍ２の表面をシリル化する。本実施形態では、疎水化剤ＳＭＴは、第１層Ｍ１および第２層Ｍ２の両方の表面を疎水化する。このため、第１層Ｍ１および第２層Ｍ２の両方の表面が疎水化される。具体的には、疎水化剤ＳＭＴは、第１層Ｍ１および第２層Ｍ２の両方の表面をコーティングする。また、疎水化剤ＳＭＴは、第１層Ｍ１および第２層Ｍ２の両方の表面をシリル化する。
【0123】
より具体的には、疎水化剤ＳＭＴに含まれるシリル基は、Ｓｉ－Ｏ基にもＧｅ－Ｏ基にも結合する。つまり、疎水化剤ＳＭＴに含まれるシリル基は、第１層Ｍ１の表面にも第２層Ｍ２の表面にも結合する。そして、第１層Ｍ１の表面および第２層Ｍ２の表面には、疎水化剤ＳＭＴのシリル基が結合した疎水層Ｌｓ（図１４参照）が形成される。言い換えると、第１層Ｍ１の表面および第２層Ｍ２の表面が、疎水化剤ＳＭＴからなる疎水層Ｌｓで覆われる。なお、理解を容易にするために、図中、疎水層Ｌｓを太線で描いている。
【0124】
また、本実施形態では、未使用の疎水化剤ＳＭＴが、第５ノズル２１５および第６ノズル２１６から基板Ｗに供給される。そして、未使用の疎水化剤ＳＭＴが、リセスＲ内に供給される。なお、１回以上使用された後に回収された使用済みの疎水化剤ＳＭＴが、基板Ｗに供給されてもよい。
【0125】
制御部１１１は、基板Ｗへの疎水化剤ＳＭＴの供給を開始してから所定時間経過すると、疎水化剤ＳＭＴの供給を停止する。
【0126】
次に、ステップＳ７において、少なくとも第２層Ｍ２の表面に疎水化剤ＳＭＴ（疎水層Ｌｓ）が残るように、基板Ｗに存在する疎水化剤ＳＭＴを置換液に置換する。具体的には、置換液は、基板Ｗに存在する疎水化剤ＳＭＴを置換可能な液である。また、置換液は、疎水化剤ＳＭＴに対して親和性を有する液が好ましい。置換液は、例えば、有機溶剤またはアルコールを含んでもよい。本実施形態では、置換液は、ＩＰＡを含む。
【0127】
例えば、制御部１１１は、第３ノズル２１３および第４ノズル２１４から基板Ｗに置換液を供給する。本実施形態では、制御部１１１は、第３ノズル２１３および第４ノズル２１４から基板Ｗに向けて霧状の置換液を吹き付ける（図３参照）。これにより、基板Ｗに存在する疎水化剤ＳＭＴが、置換液に置換される。ただし、少なくとも第２層Ｍ２の表面の疎水化剤ＳＭＴ（疎水層Ｌｓ）を残す。本実施形態では、疎水層Ｌｓが残るように、疎水化剤ＳＭＴを置換液に置換する。本実施形態では、未使用の置換液が、基板Ｗに供給される。なお、使用済みの置換液が、基板Ｗに供給されてもよい。
【0128】
制御部１１１は、基板Ｗへの置換液の供給を開始してから所定時間経過すると、置換液の供給を停止する。
【0129】
図１４に示すように、ステップＳ７では、基板Ｗに吹き付けられた置換液は、蒸発して、リセスＲおよび凹部Ｃ内に残留しないことが好ましい。なお、ステップＳ７において、リセスＲおよび凹部Ｃ内に置換液が残留してもよい。
【0130】
次に、ステップＳ８において、第１層Ｍ１を選択的にエッチングする。具体的には、図５に示した処理ユニット３００を用いて、第１層Ｍ１を選択的にエッチングする。
【0131】
制御部１１１は、保持部２５０をチャンバー２０２からチャンバー３０２内に移動させて、基板Ｗをチャンバー３０２内に配置する。制御部１１１は、第１ノズル３１１および第２ノズル３１２から処理槽３０３にエッチング液Ｅ２を供給する。エッチング液Ｅ２は、第１層Ｍ１をエッチング可能な液である。なお、エッチング液Ｅ２は、基板Ｗがチャンバー３０２内に移動される前に、処理槽３０３に貯留されていてもよい。
【0132】
第１層Ｍ１に対するエッチング液Ｅ２のエッチング量（エッチング速度）は、第２層Ｍ２に対するエッチング液Ｅ２のエッチング量（エッチング速度）に比べて、約５倍以上であることが好ましく、約１０倍以上であることがより好ましい。本実施形態では、第１層Ｍ１に対するエッチング液Ｅ２のエッチング量は、第２層Ｍ２に対するエッチング液Ｅ２のエッチング量に比べて、約２０倍である。
【0133】
エッチング液Ｅ２の成分は、第１層Ｍ１および第２層Ｍ２の材質によって適宜設定されるものであり、特に限定されるものではない。本実施形態では、エッチング液Ｅ２は、エステル系溶媒と、フッ化アンモニウムと、過酸化水素水とを混合した水溶液である。なお、本実施形態では、エッチング液Ｅ２は、エッチング液Ｅ１と同じ成分である。
【0134】
制御部１１１は、保持部２５０を待機位置から処理位置に移動させる。つまり、制御部１１１は、保持部２５０を処理槽３０３内に移動させる。これにより、基板Ｗがエッチング液Ｅ２に浸漬される。
【0135】
図１５に示すように、第２層Ｍ２の表面が疎水化された状態で、エッチング液Ｅ２はリセスＲ内および凹部Ｃ内に流入する。このとき、後述するように、エッチング液Ｅ２は、第１層Ｍ１および第２層Ｍ２のうち、第１層Ｍ１を選択的にエッチングする。具体的には、凹部Ｃの内面の一部は、疎水層Ｌｓで覆われなくなる。このため、第１層Ｍ１はエッチングされる一方、第２層Ｍ２はほとんどエッチングされない。これにより、凹部Ｃのｘ方向の長さが大きくなる。言い換えると、凹部Ｃの深さが大きくなる（図１６参照）。
【0136】
そして、制御部１１１は、保持部２５０を処理槽３０３内に移動させてから所定時間経過すると、保持部２５０を待機位置から処理位置に移動させる。つまり、制御部１１１は、保持部２５０を処理槽３０３から引き上げる。所定時間は、保持部２５０を処理槽３０３内に移動させてから、第２層Ｍ２の表面から疎水化剤ＳＭＴが無くなるまでの時間よりも短い時間である。つまり、制御部１１１は、エッチング液Ｅ２により第２層Ｍ２の表面から疎水化剤ＳＭＴが無くなる前に、エッチング工程（ステップＳ８）から次のエッチング後置換工程（ステップＳ９）に移行する。所定時間は、例えば、１分以上、６０分以下である。所定時間は、例えば、５分以上、３０分以下であってもよいし、１０分以上、２５分以下であってもよい。
【0137】
ステップＳ８で、第１層Ｍ１はエッチングされる一方、第２層Ｍ２はほとんどエッチングされないのは、以下の理由によるものと考えられる。具体的には、Ｓｉ－Ｏ基にもＧｅ－Ｏ基にもシリル基が結合することによって、第１層Ｍ１の表面も第２層Ｍ２の表面も疎水化される。しかしながら、Ｇｅ－Ｏ基は、Ｓｉ－Ｏ基に比べて、水に対して非常に溶解しやすい。このため、Ｇｅ－Ｏ基を含む第１層Ｍ１は、Ｇｅ－Ｏ基を含まない第２層Ｍ２に比べて、エッチングされやすい。従って、第１層Ｍ１ではエッチングに伴い疎水層Ｌｓが除去される一方、第２層Ｍ２ではエッチングの進行が遅いため疎水層Ｌｓが残存しやすいと考えられる。なお、ＧｅＯ2の水に対する溶解度は、４．４７ｇ／Ｌであり、ＳｉＯ2の水に対する溶解度は、０．１２ｇ／Ｌである。つまり、ＧｅＯ2は、ＳｉＯ2に比べて、水に対して約３７倍溶解しやすい。
【0138】
次に、ステップＳ９において、基板Ｗをリンスする。具体的には、図１に示した処理ユニット２００を用いて、基板Ｗをリンスする。
【0139】
例えば、制御部１１１は、保持部２５０をチャンバー３０２からチャンバー２０２内に移動させて、基板Ｗをチャンバー２０２内に配置する。制御部１１１は、第１ノズル２１１および第２ノズル２１２から基板Ｗにリンス液を供給する。本実施形態では、制御部１１１は、第１ノズル２１１および第２ノズル２１２から基板Ｗに向けて霧状のリンス液（ここでは、ＤＩＷ）を吹き付ける。これにより、基板Ｗの表面に付着しているエッチング液Ｅ２が、リンス液によって洗い流される。本実施形態では、未使用のリンス液が基板Ｗに供給される。なお、使用済みのリンス液が基板Ｗに供給されてもよい。
【0140】
制御部１１１は、基板Ｗへのリンス液の供給を開始してから所定時間経過すると、リンス液の供給を停止する。
【0141】
次に、ステップＳ１０において、制御部１１１は、ステップＳ８の選択的エッチングを所定回数（例えば、５回）実行したか否かを判定する。
【0142】
ステップＳ１０で、ステップＳ８の選択的エッチングを所定回数実行していないと制御部１１１が判定した場合、処理はステップＳ５に戻る。そして、ステップＳ５の後、ステップＳ６において、図１７に示すようにリセスＲ内および凹部Ｃ内に疎水化剤ＳＭＴを流入させる。これにより、図１８に示すように、リセスＲの表面および凹部Ｃの表面に疎水層Ｌｓが形成される。言い換えると、第１層Ｍ１の表面および第２層Ｍ２の表面が、疎水層Ｌｓで覆われる。ステップＳ７以降は、上述したステップＳ７以降と同様である。
【0143】
一方、ステップＳ１０で、ステップＳ８の選択的エッチングを所定回数（例えば、５回）実行したと制御部１１１が判定した場合、処理は終了する。これにより、図８に示した構造を有する基板Ｗが得られる。
【0144】
以上、図１～図１８を参照して本発明の第１実施形態を説明した。本実施形態では、上記のように、リセスＲ内に疎水化剤ＳＭＴを供給する疎水化工程（ステップＳ６）と、第２層Ｍ２の表面が疎水化された状態でリセスＲ内にエッチング液Ｅ２を供給し、第１層Ｍ１を選択的にエッチングするエッチング工程（ステップＳ８）とを所定回数繰り返す。従って、第２層Ｍ２がエッチングされることを抑制しながら、第１層Ｍ１を選択的にエッチングできる。そして、疎水化工程（ステップＳ６）とエッチング工程（ステップＳ８）とを所定回数繰り返すことによって、アスペクト比の大きい凹部Ｃを形成することができる。このように、本実施形態では、エッチング選択性を向上させることができる。
【0145】
また、上記のように、エッチング工程（ステップＳ８）において、第１層Ｍ１を選択的にエッチングすることにより、リセスＲに繋がる複数の凹部Ｃが、第２方向（ｙ方向）に延びるように形成される。従って、リセスＲに繋がる複数の凹部Ｃを、基板Ｗと略平行に容易に形成することができる。
【0146】
また、上記のように、凹部Ｃの第２方向（ｙ方向）の長さは、凹部Ｃの第１方向（ｚ方向）の長さの２０倍以上である。つまり、凹部Ｃのアスペクト比は、２０以上である。通常、エッチング液が特定の層（第１層Ｍ１）および他の層（第２層Ｍ２）の両方をエッチングする機能を有する場合、凹部Ｃのアスペクト比が大きくなるほど他の層（第２層Ｍ２）に対するエッチング量が増加する。しかしながら、本実施形態では、疎水化工程（ステップＳ６）とエッチング工程（ステップＳ８）とを繰り返すことによって、アスペクト比が例えば２０以上の凹部Ｃを容易に形成できる。従って、アスペクト比の大きい凹部Ｃを形成する場合に本発明を適用することは、特に効果的である。
【0147】
また、上記のように、リセスＲ内に置換液を供給することにより、少なくとも第２層Ｍ２の表面に疎水化剤ＳＭＴが残るように、疎水化剤ＳＭＴを置換液に置換する疎水化後置換工程（ステップＳ７）を設ける。従って、第２層Ｍ２の表面に疎水化剤ＳＭＴを残しながら、リセスＲ内にエッチング液Ｅ２が浸入しにくくなることを抑制できる。
【0148】
また、上記のように、エッチング工程（ステップＳ８）の後に、リセスＲ内にリンス液を供給することにより、エッチング液Ｅ２をリンス液に置換するエッチング後置換工程（ステップＳ９）を設ける。従って、エッチング液Ｅ２をリセスＲ内から容易に除去できる。
【0149】
また、上記のように、エッチング液Ｅ２により第２層Ｍ２の表面から疎水化剤ＳＭＴ（疎水層Ｌｓ）が無くなる前に、エッチング工程（ステップＳ８）からエッチング後置換工程（ステップＳ９）に移行する。従って、エッチング液Ｅ２により第２層Ｍ２がエッチングされることをより抑制できる。よって、エッチング選択性をより向上させることができる。
【0150】
また、上記のように、第１層Ｍ１は、シリコンゲルマニウムを含み、第２層Ｍ２は、ポリシリコンまたは単結晶シリコンを含む。このように、第１層と第２層とが同じ物質を含んでいたり、化学的特性の近い物質（ここでは、同族元素）を含んでいたりする場合、エッチング選択性は低くなりやすい。このような場合に本発明を適用してエッチング選択性を向上させることは、特に効果的である。
【0151】
また、上記のように、第１層Ｍ１に含まれるＧｅの組成比は、２０％以下である。このように、第１層と第２層との８０％よりも多くが、同じ物質で形成されている場合、エッチング選択性はさらに低くなりやすい。このような場合に本発明を適用してエッチング選択性を向上させることは、非常に効果的である。
【0152】
また、上記のように、疎水化剤ＳＭＴは、少なくとも第２層Ｍ２の表面をシリル化する。従って、第２層Ｍ２の表面を容易に疎水化できる。
【0153】
また、上記のように、霧状の疎水化剤ＳＭＴ、または、疎水化剤ＳＭＴの蒸気を基板Ｗに供給する。従って、例えば、疎水化剤ＳＭＴのいわゆる連続流を基板Ｗに供給する場合に比べて、疎水化剤ＳＭＴの使用量を低減できる。
【0154】
また、上記のように、疎水化工程（ステップＳ６）において、未使用の疎水化剤ＳＭＴを、リセスＲ内に供給する。従って、後述するように、使用済みの疎水化剤ＳＭＴを用いる場合に比べて、エッチング選択性をより向上させることができる。
【0155】
［第２実施形態］
次に、図１９を参照して本発明の第２実施形態を説明する。図１９は、第２実施形態の基板処理装置１００による基板処理方法を示すフロー図である。第２実施形態では、エッチング後置換工程（ステップＳ９）においてリンス液としてＩＰＡを用いる例について説明する。本実施形態の基板処理方法は、ステップＳ１～ステップＳ４、ステップＳ６～ステップＳ１０を含む。
次に、図１９を参照して本発明の第２実施形態を説明する。図１９は、第２実施形態の基板処理装置１００による基板処理方法を示すフロー図である。第２実施形態では、エッチング後置換工程（ステップＳ９）においてリンス液としてＩＰＡを用いる例について説明する。本実施形態の基板処理方法は、ステップＳ１～ステップＳ４、ステップＳ６～ステップＳ１０を含む。
【0156】
図１９に示すように、ステップＳ１～ステップＳ３は、第１実施形態と同様である。
【0157】
次に、ステップＳ４において、基板Ｗをリンスする。リンス液は、疎水化剤ＳＭＴに対して親和性を有する液が好ましい。リンス液は、例えば、有機溶剤またはアルコールを含んでもよい。本実施形態では、リンス液として、ＩＰＡを用いる。
【0158】
制御部１１１は、第１ノズル２１１および第２ノズル２１２から基板Ｗに向けて霧状のリンス液（ここでは、ＩＰＡ）を吹き付ける。これにより、基板Ｗの表面に付着しているエッチング液Ｅ１が、リンス液によって洗い流される。制御部１１１は、基板Ｗへのリンス液の供給を開始してから所定時間経過すると、リンス液の供給を停止する。
【0159】
次に、第１実施形態と同様にして、ステップＳ６～ステップＳ８が実行される。
【0160】
次に、ステップＳ９において、基板Ｗをリンスする。リンス液は、疎水化剤ＳＭＴに対して親和性を有する液が好ましい。リンス液は、例えば、有機溶剤またはアルコールを含んでもよい。本実施形態では、リンス液として、ＩＰＡを用いる。
【0161】
制御部１１１は、第１ノズル２１１および第２ノズル２１２から基板Ｗに向けて霧状のリンス液（ここでは、ＩＰＡ）を吹き付ける。これにより、基板Ｗの表面に付着しているエッチング液Ｅ２が、リンス液によって洗い流される。制御部１１１は、基板Ｗへのリンス液の供給を開始してから所定時間経過すると、リンス液の供給を停止する。
【0162】
次に、第１実施形態と同様にして、ステップＳ１０が実行される。なお、ステップＳ１０で、ステップＳ８の選択的エッチングを所定回数実行していないと制御部１１１が判定した場合、処理はステップＳ６に戻る。
【0163】
以上のようにして、基板Ｗに対する処理が終了する。
【0164】
第２実施形態の基板処理装置１００の構造、および、その他の基板処理方法は、第１実施形態と同様である。
【0165】
以上、図１９を参照して本発明の第２実施形態を説明した。本実施形態では、上記のように、エッチング後置換工程（ステップＳ９）で用いるリンス液は、ＩＰＡを含む。従って、例えば、リンス液としてＤＩＷを用いる場合に比べて、リンス液の表面張力を小さくできる。よって、凹部Ｃの幅（ｚ方向の長さ）が小さい（例えば５ｎｍ以上、１５ｎｍ以下）場合であっても、凹部Ｃ内にリンス液が浸入しにくくなることを抑制できる。このため、リンス液としてＩＰＡを用いることによって、エッチング液Ｅ２を凹部Ｃ内から除去しにくくなることを抑制できる。よって、その後の疎水化工程（ステップＳ６）において凹部Ｃ内に疎水化剤ＳＭＴが浸入しにくくなることを抑制できる。その結果、エッチング選択性が低下することを抑制できる。
【0166】
第２実施形態のその他の効果は、第１実施形態と同様である。
【0167】
次に、図２０～図２２を参照して、上記実施形態の効果を確認するために行った確認実験について説明する。まず、図２０および図２１を参照して、疎水化処理の有無とＳｉおよびＳｉＧｅに対するエッチング量との関係を確認した実験について説明する。図２０は、疎水化処理の有無とＳｉに対するエッチング量との関係を示す実験結果である。図２１は、疎水化処理の有無とＳｉＧｅに対するエッチング量との関係を示す実験結果である。
【0168】
この確認実験では、基板Ｗとして、上記実施形態と同様の基板Ｗを用いた。具体的には、単結晶シリコンからなる基材Ｓと、ＳｉＧｅからなる第１層Ｍ１およびポリシリコンからなる第２層Ｍ２で構成される積層構造Ｌとを有する基板Ｗを用いた。また、第１層Ｍ１に含まれるＧｅの組成比は、約１５％であった。
【0169】
そして、基板Ｗを複数枚準備して、一方の基板Ｗには、疎水化処理を行い、他方の基板Ｗには疎水化処理を行わなかった。なお、この確認実験では、ステップＳ３、Ｓ４およびＳ１０を行わなかった。
【0170】
具体的には、一方の基板Ｗに対して、上記ステップＳ１～ステップＳ２、ステップＳ５～ステップＳ９までを行った。また、他方の基板Ｗに対して、上記ステップＳ１～ステップＳ２、ステップＳ７～ステップＳ９までを行った。
【0171】
【0172】
図２０を参照して、Ｓｉの表面に疎水化処理を施すことによって、Ｓｉに対するエッチング性が低下することが判明した。具体的には、Ｓｉの表面に疎水化処理を施さない場合（図２０の黒丸）、基板Ｗをエッチング液Ｅ２に浸漬させた直後からＳｉがエッチングされた。その一方、Ｓｉの表面に疎水化処理を施した場合（図２０の白丸）、基板Ｗをエッチング液Ｅ２に浸漬させてから２５分以上経過するまでＳｉはほとんどエッチングされなかった。そして、エッチング液Ｅ２に浸漬させてから２５分以上経過した後、Ｓｉがエッチングされた。従って、Ｓｉの表面に疎水化処理を施すことによって、所定時間（例えば２５分以上）経過するまでは、Ｓｉに対するエッチング性を低下させることが可能であることが判明した。
【0173】
その一方、図２１を参照して、ＳｉＧｅの表面に疎水化処理を施したとしても、ＳｉＧｅに対するエッチング性はほとんど低下しないことが判明した。具体的には、ＳｉＧｅの表面に疎水化処理を施した場合（図２１の白丸）も疎水化処理を施さない場合（図２１の黒丸）も、基板Ｗをエッチング液Ｅ２に浸漬させた直後からＳｉＧｅがエッチングされた。
【0174】
図２０および図２１に示した結果から、第１層Ｍ１の表面、および、第２層Ｍ２の表面に疎水化処理を施すことによって、第２層Ｍ２をほとんどエッチングすることなく、第１層Ｍ１をエッチングできることが確認できた。
【0175】
次に、図２２を参照して、エッチング後のリンス工程（ステップＳ９）においてリンス液としてＩＰＡを用いることによる効果、および、未使用の疎水化剤ＳＭＴを用いることによる効果を確認した実験について説明する。図２２は、エッチング後のリンス工程においてリンス液としてＩＰＡを用いることによる効果、および、未使用の疎水化剤ＳＭＴを用いることによる効果を確認した実験結果を示す図である。この確認実験では、本実施形態に対応する実施例１～３と、本実施形態に対応しない比較例１とを用いた。実施例１～実施例３および比較例１の作成条件の比較を以下の表１に示す。
【0176】
【表1】
【0177】
（実施例１）
表１を参照して、実施例１では、基板Ｗとして、上記実施形態と同様の基板Ｗを用いた。具体的には、単結晶シリコンからなる基材Ｓと、ＳｉＧｅからなる第１層Ｍ１およびポリシリコンからなる第２層Ｍ２で構成される積層構造Ｌとを有する基板Ｗを用いた。また、第１層Ｍ１に含まれるＧｅの組成比は、約１５％であった。
表１を参照して、実施例１では、基板Ｗとして、上記実施形態と同様の基板Ｗを用いた。具体的には、単結晶シリコンからなる基材Ｓと、ＳｉＧｅからなる第１層Ｍ１およびポリシリコンからなる第２層Ｍ２で構成される積層構造Ｌとを有する基板Ｗを用いた。また、第１層Ｍ１に含まれるＧｅの組成比は、約１５％であった。
【0178】
そして、基板Ｗに対して、上記ステップＳ１～ステップＳ２、ステップＳ５～ステップＳ１０までを行った。なお、ステップＳ８のエッチング時間を５分／回とした。また、ステップＳ１０における判定基準である所定回数を「５回」とした。
【0179】
また、ステップＳ６において、１回以上使用して回収した使用済みの疎水化剤ＳＭＴを用いた。また、ステップＳ９において、リンス液として、ＤＩＷを用いた。
【0180】
（実施例２）
実施例２では、実施例１と同様の基板Ｗを用いた。そして、基板Ｗに対して、実施例１と同様の処理を行った。ただし、実施例２では、ステップＳ６において、未使用の疎水化剤ＳＭＴを用いた。
実施例２では、実施例１と同様の基板Ｗを用いた。そして、基板Ｗに対して、実施例１と同様の処理を行った。ただし、実施例２では、ステップＳ６において、未使用の疎水化剤ＳＭＴを用いた。
【0181】
（実施例３）
実施例３では、実施例１と同様の基板Ｗを用いた。そして、基板Ｗに対して、実施例１と同様の処理を行った。ただし、実施例３では、ステップＳ６において、未使用の疎水化剤ＳＭＴを用いた。また、ステップＳ９において、リンス液として、ＩＰＡを用いた。
実施例３では、実施例１と同様の基板Ｗを用いた。そして、基板Ｗに対して、実施例１と同様の処理を行った。ただし、実施例３では、ステップＳ６において、未使用の疎水化剤ＳＭＴを用いた。また、ステップＳ９において、リンス液として、ＩＰＡを用いた。
【0182】
（比較例１）
比較例１では、実施例１と同様の基板Ｗを用いた。そして、基板Ｗに対して、上記ステップＳ１～ステップＳ２、ステップＳ７～ステップＳ１０までを行った。つまり、比較例１では、疎水化処理を行わなかった。また、ステップＳ９において、リンス液として、ＤＩＷを用いた。
比較例１では、実施例１と同様の基板Ｗを用いた。そして、基板Ｗに対して、上記ステップＳ１～ステップＳ２、ステップＳ７～ステップＳ１０までを行った。つまり、比較例１では、疎水化処理を行わなかった。また、ステップＳ９において、リンス液として、ＤＩＷを用いた。
【0183】
その後、実施例１～実施例３および比較例１について、凹部Ｃにおける、第２層Ｍ２（Ｓｉ）のエッチング量に対する第１層Ｍ１（ＳｉＧｅ）のエッチング量を算出した。そして、比較例１について算出した値を「１」として規格化を行った。その結果を図２２に示す。
【0184】
図２２を参照して、基板Ｗに疎水化処理を施すことによって、エッチング選択性が高くなることが判明した。具体的には、第２層Ｍ２のエッチング量に対する第１層Ｍ１のエッチング量である算出値は、実施例１～実施例３のいずれも比較例１に比べて大きかった。
【0185】
また、未使用の疎水化剤ＳＭＴを用いることによって、エッチング選択性が高くなることが判明した。具体的には、第２層Ｍ２のエッチング量に対する第１層Ｍ１のエッチング量である算出値は、実施例２が実施例１に比べて大きかった。これは、以下の理由によるものと考えられる。すなわち、未使用の疎水化剤ＳＭＴは、１回以上使用した使用済みの疎水化剤ＳＭＴに比べて不純物が少ないため、基板Ｗの表面のほぼ全てのＳｉ－Ｏ基にシリル基が結合できた。このため、未使用の疎水化剤ＳＭＴを用いることによって、エッチング選択性が高くなったと考えられる。
【0186】
また、ステップＳ９において、リンス液としてＩＰＡを用いることによって、リンス液としてＤＩＷを用いる場合に比べて、エッチング選択性が高くなることが判明した。具体的には、第２層Ｍ２のエッチング量に対する第１層Ｍ１のエッチング量である算出値については、実施例３が実施例２よりも大きかった。これは、以下の理由によるものと考えられる。すなわち、第１層Ｍ１の厚みは非常に小さい（例えば５ｎｍ以上、１５ｎｍ以下）。このため、リンス液としてＤＩＷを用いた場合、ＤＩＷの表面張力が比較的大きいため、凹部Ｃ内に入りにくい。その一方、リンス液としてＩＰＡを用いた場合、ＩＰＡの表面張力はＤＩＷの表面張力に比べて小さいため、リンス液は凹部Ｃ内に比較的入りやすい。従って、リンス液としてＩＰＡを用いることによって、エッチング液Ｅ２を凹部Ｃ内から除去しやすい。よって、その後の疎水化工程（ステップＳ６）において、凹部Ｃ内に疎水化剤ＳＭＴを浸入させやすくなる。このため、リンス液としてＩＰＡを用いることによって、エッチング選択性が低下することを抑制できる。
【0187】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施できる。また、上記の実施形態に開示される複数の構成要素は適宜改変可能である。例えば、ある実施形態に示される全構成要素のうちのある構成要素を別の実施形態の構成要素に追加してもよく、または、ある実施形態に示される全構成要素のうちのいくつかの構成要素を実施形態から削除してもよい。
【0188】
図面は、発明の理解を容易にするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚さ、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の構成は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【0189】
例えば、上記実施形態では、基板処理装置として、バッチ式の基板処理装置を用いる例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、基板処理装置として、基板を１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置を用いてもよい。
【0190】
また、例えば上記第１実施形態では、ステップＳ２、Ｓ４～Ｓ７およびＳ９において、基板Ｗに対して処理液を吹き付ける例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、ステップＳ２、Ｓ４～Ｓ７およびＳ９において、処理ユニット３００等を用いて、処理槽３０３に貯留した処理液に基板Ｗを浸漬させてもよい。
【0191】
また、上記実施形態では、疎水化剤ＳＭＴが第１層Ｍ１および第２層Ｍ２の両方の表面を覆う例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、第２層Ｍ２の表面のみを覆う疎水化剤ＳＭＴを用いてもよい。
【0192】
また、上記実施形態では、自然酸化膜を除去した後、図１０に示す状態から基板Ｗにエッチング液Ｅ１を供給する例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、自然酸化膜を除去した後、図１０に示す状態から基板Ｗに疎水化剤ＳＭＴを供給してもよい。つまり、自然酸化膜を除去した後、エッチング処理の前に、疎水化処理を行ってもよい。
【0193】
また、上記実施形態では、積層構造Ｌが、ＳｉＧｅを含む第１層Ｍ１と、Ｓｉを含む第２層Ｍ２とを有する例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、積層構造は、ＳｉＮを含む第１層と、ＳｉＯ2を含む第２層とを有してもよい。また、例えば、積層構造は、ＧａＡｓを含む第１層と、ＡｌＧａＡｓを含む第２層とを有してもよい。また、例えば、積層構造は、ＧａＮを含む第１層と、ＡｌＧａＮを含む第２層とを有してもよい。
【0194】
また、上記実施形態では、基板Ｗの厚み方向（ｚ方向）から見て、リセスＲが、長手方向と短手方向とを有する細長形状に形成されている例について示したが、本発明はこれに限らない。リセスＲは、基板Ｗの厚み方向から見て、例えば円形状、長円形状または正方形状を有してもよい。
【産業上の利用可能性】
【0195】
本発明は、基板を処理する方法および装置に有用である。
【符号の説明】
【0196】
１００ ：基板処理装置
１１１ ：制御部
２０６ ：疎水化剤供給部
３０６ ：エッチング液供給部
Ｃ ：凹部
Ｅ２ ：エッチング液
Ｌ ：積層構造
Ｍ１ ：第１層
Ｍ２ ：第２層
Ｒ ：リセス
Ｓ ：基材
Ｓ６ ：ステップ（疎水化工程）
Ｓ７ ：ステップ（疎水化後置換工程）
Ｓ８ ：ステップ（エッチング工程）
Ｓ９ ：ステップ（エッチング後置換工程）
ＳＭＴ ：疎水化剤
Ｓａ ：主面（一方面）
１１１ ：制御部
２０６ ：疎水化剤供給部
３０６ ：エッチング液供給部
Ｃ ：凹部
Ｅ２ ：エッチング液
Ｌ ：積層構造
Ｍ１ ：第１層
Ｍ２ ：第２層
Ｒ ：リセス
Ｓ ：基材
Ｓ６ ：ステップ（疎水化工程）
Ｓ７ ：ステップ（疎水化後置換工程）
Ｓ８ ：ステップ（エッチング工程）
Ｓ９ ：ステップ（エッチング後置換工程）
ＳＭＴ ：疎水化剤
Ｓａ ：主面（一方面）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】