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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】P2024018603
(43)【公開日】2024-02-08
(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 20060101AFI20240201BHJP
C23F 1/00 20060101ALI20240201BHJP
【ＦＩ】
H01L21/306 Z
H01L21/306 J
C23F1/00 101
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022122034
(22)【出願日】2022-07-29
(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
(72)【発明者】
【氏名】河原▲崎▼ 光
【テーマコード（参考）】
4K057
5F043
【Ｆターム（参考）】
4K057WA03
4K057WA20
4K057WB08
4K057WD05
4K057WE07
4K057WE23
4K057WE30
4K057WN01
5F043AA26
5F043BB18
5F043DD02
5F043DD06
5F043DD30
5F043EE07
5F043EE08
5F043EE36
5F043EE40
5F043GG10
(57)【要約】
【課題】従来とは異なる方法でモリブデン膜を酸化させることができ、モリブデン膜の酸化していない部分を基板に残しながら、モリブデン膜の酸化した部分を基板から除去できる方法および装置を提供する。
【解決手段】基板処理方法は、酸素ガスまたはオゾンガスを基板に供給しながら、第１強度の光の照射によって第１温度で基板を加熱する第１酸化工程Ｓ３と、基板にエッチング液を供給することにより三酸化モリブデンに変化したモリブデン膜の表層をエッチング液に溶解させる第１エッチング工程Ｓ６と、酸素ガスまたはオゾンガスを基板に供給しながら、第２強度の光の照射によって第２温度で基板を加熱する第２酸化工程Ｓ４と、基板にエッチング液を供給することにより三酸化モリブデンに変化したモリブデン膜の表層をエッチング液に溶解させる第２エッチング工程Ｓ６とを含む。
【選択図】図９
【解決手段】基板処理方法は、酸素ガスまたはオゾンガスを基板に供給しながら、第１強度の光の照射によって第１温度で基板を加熱する第１酸化工程Ｓ３と、基板にエッチング液を供給することにより三酸化モリブデンに変化したモリブデン膜の表層をエッチング液に溶解させる第１エッチング工程Ｓ６と、酸素ガスまたはオゾンガスを基板に供給しながら、第２強度の光の照射によって第２温度で基板を加熱する第２酸化工程Ｓ４と、基板にエッチング液を供給することにより三酸化モリブデンに変化したモリブデン膜の表層をエッチング液に溶解させる第２エッチング工程Ｓ６とを含む。
【選択図】図９
【特許請求の範囲】
【請求項1】
酸素ガスまたはオゾンガスを基板に供給する第１ガス供給工程と、第１強度の光を前記基板に照射することにより第１温度で前記基板を加熱する第１加熱工程とを含み、前記第１ガス供給工程および第１加熱工程を同時に行うことにより、前記基板に形成されたモリブデン膜の表層以外の部分を三酸化モリブデンに変化させずに、前記モリブデン膜の前記表層を前記三酸化モリブデンに変化させる第１酸化工程と、
前記基板にエッチング液を供給することにより、前記モリブデン膜の前記表層以外の部分を前記基板に残しながら、前記第１酸化工程で前記三酸化モリブデンに変化した前記表層を前記エッチング液に溶解させる第１エッチング工程と、
前記酸素ガスまたはオゾンガスを前記基板に供給する第２ガス供給工程と、前記第１強度よりも強いまたは弱い第２強度の光を前記基板に照射することにより前記第１温度よりも高いまたは低い第２温度で前記基板を加熱する第２加熱工程とを含み、前記第１酸化工程および第１エッチング工程の前または後に前記第２ガス供給工程および第２加熱工程を同時に行うことにより、前記モリブデン膜の前記表層以外の部分を前記三酸化モリブデンに変化させずに、前記モリブデン膜の前記表層を前記三酸化モリブデンに変化させる第２酸化工程と、
前記基板に前記エッチング液を供給することにより、前記モリブデン膜の前記表層以外の部分を前記基板に残しながら、前記第２酸化工程で前記三酸化モリブデンに変化した前記表層を前記エッチング液に溶解させる第２エッチング工程と、を含む、基板処理方法。
前記基板にエッチング液を供給することにより、前記モリブデン膜の前記表層以外の部分を前記基板に残しながら、前記第１酸化工程で前記三酸化モリブデンに変化した前記表層を前記エッチング液に溶解させる第１エッチング工程と、
前記酸素ガスまたはオゾンガスを前記基板に供給する第２ガス供給工程と、前記第１強度よりも強いまたは弱い第２強度の光を前記基板に照射することにより前記第１温度よりも高いまたは低い第２温度で前記基板を加熱する第２加熱工程とを含み、前記第１酸化工程および第１エッチング工程の前または後に前記第２ガス供給工程および第２加熱工程を同時に行うことにより、前記モリブデン膜の前記表層以外の部分を前記三酸化モリブデンに変化させずに、前記モリブデン膜の前記表層を前記三酸化モリブデンに変化させる第２酸化工程と、
前記基板に前記エッチング液を供給することにより、前記モリブデン膜の前記表層以外の部分を前記基板に残しながら、前記第２酸化工程で前記三酸化モリブデンに変化した前記表層を前記エッチング液に溶解させる第２エッチング工程と、を含む、基板処理方法。
【請求項2】
前記第１加熱工程および第２加熱工程の少なくとも１つは、ＬＥＤ(light emitting diode)ランプから放出された光を前記基板に照射する工程である、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項3】
前記基板は、シリコンウエハと、前記シリコンウエハに保持された前記モリブデン膜とを含み、
前記ＬＥＤランプから放出される前記光の波長は、３００～１０００ｎｍの範囲内である、請求項２に記載の基板処理方法。
前記ＬＥＤランプから放出される前記光の波長は、３００～１０００ｎｍの範囲内である、請求項２に記載の基板処理方法。
【請求項4】
前記第１加熱工程は、前記第１強度の光を加熱ランプに放出させることにより、前記第１強度の光を前記基板に照射する工程を含み、
前記基板処理方法は、前記第２強度の光を前記加熱ランプに放出させる工程をさらに含む、請求項１に記載の基板処理方法。
前記基板処理方法は、前記第２強度の光を前記加熱ランプに放出させる工程をさらに含む、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項5】
前記第１酸化工程および第１エッチング工程を含む１つの第１サイクルと、前記第２酸化工程および第２エッチング工程を含む１つの第２サイクルと、のうちの少なくとも一方を複数回行う、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項6】
前記第１サイクルを３回以上行う場合、前記第１サイクルと次の前記第１サイクルとの間に行われる前記第２サイクルの回数は、前記第１サイクルの間隔の総数以下の複数の間隔において毎回異なる、請求項５に記載の基板処理方法。
【請求項7】
前記第１ガス供給工程および第２ガス供給工程は、前記オゾンガスを前記基板に供給する工程である、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】
前記エッチング液は、水を主成分とする水含有液である、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9】
前記第１酸化工程、第１エッチング工程、第２酸化工程、および第２エッチング工程を１つの基板処理装置内で行う、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10】
酸素ガスまたはオゾンガスを基板に供給する第１ガス供給口と、第１強度の光を前記基板に照射することにより第１温度で前記基板を加熱する第１加熱ランプと、を含み、前記酸素ガスまたはオゾンガスを前記基板に供給しながら、前記第１強度の光の照射によって前記第１温度で前記基板を加熱することにより、前記基板に形成されたモリブデン膜の表層以外の部分を三酸化モリブデンに変化させずに、前記モリブデン膜の前記表層を前記三酸化モリブデンに変化させる第１酸化手段と、
前記基板にエッチング液を供給する第１エッチング液ノズルを含み、前記基板への前記エッチング液の供給により、前記モリブデン膜の前記表層以外の部分を前記基板に残しながら、前記第１酸化手段が前記三酸化モリブデンに変化させた前記表層を前記エッチング液に溶解させる第１エッチング手段と、
前記酸素ガスまたはオゾンガスを前記基板に供給する、前記第１ガス供給口と同一のまたは異なる第２ガス供給口と、前記第１強度よりも強いまたは弱い第２強度の光を前記基板に照射することにより前記第１温度よりも高いまたは低い第２温度で前記基板を加熱する、前記第１加熱ランプと同一のまたは異なる第２加熱ランプと、を含み、前記酸素ガスまたはオゾンガスを前記基板に供給しながら、前記第２強度の光の照射によって前記第２温度で前記基板を加熱することにより、前記モリブデン膜の前記表層以外の部分を前記三酸化モリブデンに変化させずに、前記モリブデン膜の前記表層を前記三酸化モリブデンに変化させる、前記第１酸化手段と同一のまたは異なる第２酸化手段と、
前記基板に前記エッチング液を供給する、前記第１エッチング液ノズルと同一のまたは異なる第２エッチング液ノズルを含み、前記基板への前記エッチング液の供給により、前記モリブデン膜の前記表層以外の部分を前記基板に残しながら、前記第２酸化手段が前記三酸化モリブデンに変化させた前記表層を前記エッチング液に溶解させる、前記第１エッチング手段と同一のまたは異なる第２エッチング手段と、
前記第１酸化手段、第１エッチング手段、第２酸化手段、および第２エッチング手段の間で前記基板を搬送する搬送システムと、を備える、基板処理装置。
前記基板にエッチング液を供給する第１エッチング液ノズルを含み、前記基板への前記エッチング液の供給により、前記モリブデン膜の前記表層以外の部分を前記基板に残しながら、前記第１酸化手段が前記三酸化モリブデンに変化させた前記表層を前記エッチング液に溶解させる第１エッチング手段と、
前記酸素ガスまたはオゾンガスを前記基板に供給する、前記第１ガス供給口と同一のまたは異なる第２ガス供給口と、前記第１強度よりも強いまたは弱い第２強度の光を前記基板に照射することにより前記第１温度よりも高いまたは低い第２温度で前記基板を加熱する、前記第１加熱ランプと同一のまたは異なる第２加熱ランプと、を含み、前記酸素ガスまたはオゾンガスを前記基板に供給しながら、前記第２強度の光の照射によって前記第２温度で前記基板を加熱することにより、前記モリブデン膜の前記表層以外の部分を前記三酸化モリブデンに変化させずに、前記モリブデン膜の前記表層を前記三酸化モリブデンに変化させる、前記第１酸化手段と同一のまたは異なる第２酸化手段と、
前記基板に前記エッチング液を供給する、前記第１エッチング液ノズルと同一のまたは異なる第２エッチング液ノズルを含み、前記基板への前記エッチング液の供給により、前記モリブデン膜の前記表層以外の部分を前記基板に残しながら、前記第２酸化手段が前記三酸化モリブデンに変化させた前記表層を前記エッチング液に溶解させる、前記第１エッチング手段と同一のまたは異なる第２エッチング手段と、
前記第１酸化手段、第１エッチング手段、第２酸化手段、および第２エッチング手段の間で前記基板を搬送する搬送システムと、を備える、基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基板を処理する基板処理方法および基板処理装置に関する。基板には、例えば、半導体ウエハ、液晶表示装置や有機ＥＬ（electroluminescence）表示装置などのＦＰＤ（Flat Panel 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】
特許文献１には、酸素イオン注入または酸素プラズマドーピングによりモリブデン層を酸化させることにより酸化モリブデン部分（molybdenum oxide portion）を形成することと、アンモニア溶液などの液体を基板に供給するウェットエッチングによって、酸化されていないモリブデン層（non-oxidized molybdenum layer）を基板に残しながら、酸化モリブデン部分を基板から除去することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特表２０２２－５０９８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１は、酸素イオン注入または酸素プラズマドーピングによりモリブデン層を酸化させることを開示しているものの、これら以外の方法によりモリブデン層を酸化させることは開示していない。これら以外の方法によりモリブデン層を酸化させることが望まれる場合、特許文献１の開示ではこのような要望に応えることができない。
【0005】
本発明の目的の一つは、従来とは異なる方法でモリブデン膜を酸化させることができ、モリブデン膜の酸化していない部分を基板に残しながら、モリブデン膜の酸化した部分を基板から除去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】
【0006】
本発明の一実施形態は、酸素ガスまたはオゾンガスを基板に供給する第１ガス供給工程と、第１強度の光を前記基板に照射することにより第１温度で前記基板を加熱する第１加熱工程とを含み、前記第１ガス供給工程および第１加熱工程を同時に行うことにより、前記基板に形成されたモリブデン膜の表層以外の部分を三酸化モリブデンに変化させずに、前記モリブデン膜の前記表層を前記三酸化モリブデンに変化させる第１酸化工程と、前記基板にエッチング液を供給することにより、前記モリブデン膜の前記表層以外の部分を前記基板に残しながら、前記第１酸化工程で前記三酸化モリブデンに変化した前記表層を前記エッチング液に溶解させる第１エッチング工程と、前記酸素ガスまたはオゾンガスを前記基板に供給する第２ガス供給工程と、前記第１強度よりも強いまたは弱い第２強度の光を前記基板に照射することにより前記第１温度よりも高いまたは低い第２温度で前記基板を加熱する第２加熱工程とを含み、前記第１酸化工程および第１エッチング工程の前または後に前記第２ガス供給工程および第２加熱工程を同時に行うことにより、前記モリブデン膜の前記表層以外の部分を前記三酸化モリブデンに変化させずに、前記モリブデン膜の前記表層を前記三酸化モリブデンに変化させる第２酸化工程と、前記基板に前記エッチング液を供給することにより、前記モリブデン膜の前記表層以外の部分を前記基板に残しながら、前記第２酸化工程で前記三酸化モリブデンに変化した前記表層を前記エッチング液に溶解させる第２エッチング工程と、を含む、基板処理方法を提供する。
【0007】
この方法によれば、光を基板に照射することにより基板を加熱する。さらに、基板に光を照射しながら酸素ガスまたはオゾンガスを基板に供給する。これにより、酸素ガスまたはオゾンガスに含まれる酸素原子がモリブデンと結合し、モリブデン膜の表層が三酸化モリブデンに変化する。その後、エッチング液を基板に供給する。三酸化モリブデンは、エッチング液に溶解する。したがって、三酸化モリブデンに変化したモリブデン膜の表層がエッチングされ、三酸化モリブデンに変化していないモリブデン膜の表層以外の部分が基板に残る。
【0008】
三酸化モリブデンへの変化により形成されるモリブデン酸化膜の厚さは、酸素ガスまたはオゾンガスを供給しているときの基板の温度に依存する。例えば、基板の温度を上昇させると、モリブデン酸化膜の厚さが増加し、モリブデン膜の厚さが減少する。モリブデン膜の表層を複数回酸化させる場合、基板を毎回高温で加熱すると、モリブデン膜が薄くなる速度が増加するものの、モリブデン膜の厚さを緻密に制御し難い。その一方で、基板を毎回低温で加熱すると、モリブデン膜の厚さを緻密に制御し易いものの、モリブデン膜が薄くなる速度が減少する。
【0009】
本実施形態では、モリブデン膜の表層を酸化させるときに、基板に照射される光の強度を変更することにより、基板の温度を変化させる。したがって、基板を毎回高温で加熱する場合に比べて、モリブデン膜の厚さを緻密に制御することができる。加えて、基板を毎回低温で加熱する場合に比べて、モリブデン膜が薄くなる速度を増加させることができる。これにより、モリブデン膜の寸法精度を維持しながら、モリブデン膜をより短い時間で薄くすることができる。
【0010】
酸素ガスおよびオゾンガスは、酸素原子を含む酸素原子含有ガスである。基板への酸素原子含有ガスの供給は、酸素原子含有ガスを基板が配置された酸化空間に充満させることにより行ってもよいし、酸化空間内で酸素原子含有ガスを吐出することにより行ってもよい。後者の場合、酸素原子含有ガスが酸化空間に充満してもよいし、酸素原子含有ガス以外のガスが酸化空間に存在してもよい。つまり、モリブデンを三酸化モリブデンに変化させる十分な量の酸素原子がモリブデン膜の表面に供給されるのであれば、酸素原子含有ガスをどのように基板に供給してもよい。基板に照射される光（厳密には電磁波）は、可視光線（波長が３８０～８００ｎｍの範囲内の電磁波）または不可視光線（波長が前記の範囲外の電磁波）であってもよいし、可視光線および不可視光線の両方を含んでいてもよい。
【0011】
前記実施形態において、以下の特徴の少なくとも１つを、前記基板処理方法に加えてもよい。
【0012】
前記第１加熱工程および第２加熱工程の少なくとも１つは、ＬＥＤ(light emitting diode)ランプから放出された光を前記基板に照射する工程である。
【0013】
この方法によれば、ＬＥＤランプから放出された光を基板に照射することにより基板を加熱する。したがって、ホットプレートで基板を加熱する場合に比べて、つまり、熱伝導によりジュール熱を基板に移動させる場合に比べて、基板の温度を急速に上昇させることができる。さらに、ホットプレートやハロゲンランプなどの他の熱源で基板を加熱する場合に比べて消費電力を削減することができる。加えて、ＬＥＤランプは寿命が長いので、ハロゲンランプなどの他の加熱ランプで基板を加熱する場合に比べて部品の交換頻度を減らすことができる。
【0014】
前記基板は、シリコンウエハと、前記シリコンウエハに保持された前記モリブデン膜とを含み、前記ＬＥＤランプから放出される前記光の波長は、３００～１０００ｎｍの範囲内である。
【0015】
この方法によれば、３００～１０００ｎｍの範囲内の波長の光をＬＥＤランプに放出させる。シリコンウエハの温度が５００℃以下であり、光の波長が前記の範囲を超える場合、シリコンウエハによる光の吸収率が低く、そのため、高強度の光を基板に照射しないと、基板の温度を急速に上昇させることができない。光の強度を高めると、消費電力が増加したり、より大きな加熱ランプを使う必要が生じたりする。前記の範囲内の波長の光を基板に照射すれば、光の吸収率を高めることができ、基板を効率的に加熱することができる。
【0016】
前記第１加熱工程は、前記第１強度の光を加熱ランプに放出させることにより、前記第１強度の光を前記基板に照射する工程を含み、前記基板処理方法は、前記第２強度の光を前記加熱ランプに放出させる工程をさらに含む。
【0017】
この方法によれば、第１強度の光を放出する第１加熱ランプとは異なる第２加熱ランプに第２強度の光を放出させるのではなく、１つの加熱ランプに第１強度の光を放出させ、その前または後に、第２強度の光を放出させる。つまり、加熱ランプから放出される光の強度を切り替えることにより、第１強度の光と第２強度の光とを加熱ランプに放出させる。したがって、互いに異なる第１加熱ランプおよび第２加熱ランプを設ける場合に比べて加熱ランプの数を減らすことができる。
【0018】
前記加熱ランプから放出された前記第２強度の光は、同じ加熱ランプから放出された前記第１強度の光が照射されたまたは照射すべき前記基板に照射されてもよいし、別の加熱ランプから放出された前記第１強度の光が照射されたまたは照射すべき基板に照射されてもよい。前者の場合、前記第２加熱工程は、前記第２強度の光を前記加熱ランプに放出させることにより、前記第２強度の光を前記基板に照射する工程を含む。
【0019】
前記基板処理方法は、前記第１酸化工程および第１エッチング工程を含む１つの第１サイクルと、前記第２酸化工程および第２エッチング工程を含む１つの第２サイクルと、のうちの少なくとも一方を複数回行う。
【0020】
この方法によれば、酸素ガスまたはオゾンガスを基板に供給しながら、基板を加熱した後、エッチング液を基板に供給する。その後、再び、酸素ガスまたはオゾンガスを基板に供給しながら、基板を加熱した後、エッチング液を基板に供給する。つまり、モリブデン膜の酸化とモリブデン酸化膜のエッチングとを交互に複数回繰り返す。これにより、モリブデン膜の厚さを段階的に減少させることができ、モリブデン膜の厚さを段階的に調整できる。
【0021】
第１酸化工程および第１エッチング工程を含む１つの第１サイクルを複数回行う場合、第１エッチング工程でのモリブデン膜の厚みの減少量、つまり、エッチング液に溶解するモリブデン酸化膜の厚さは、毎回同じであってもよいし、複数の第１エッチング工程の間で異なっていてもよい。第２酸化工程および第２エッチング工程を含む１つの第２サイクルを複数回行う場合も同様である。
【0022】
前記第１サイクルを３回以上行う場合、前記第１サイクルと次の前記第１サイクルとの間に行われる前記第２サイクルの回数は、前記第１サイクルの間隔の総数以下の複数の間隔において毎回異なる。
【0023】
この方法によれば、酸素ガスまたはオゾンガスを基板に供給しながら、第１強度の光の照射によって第１温度で基板を加熱し、その後、エッチング液を基板に供給する第１サイクルを、３回以上行う。さらに、酸素ガスまたはオゾンガスを基板に供給しながら、第２強度の光の照射によって第２温度で基板を加熱し、その後、エッチング液を基板に供給する第２サイクルを、１回以上行う。
【0024】
２つの第１サイクルの間に行われる第２サイクルの回数は、第１サイクルの間隔の総数以下の複数の間隔において毎回異なる。例えば、第１サイクルを３回行う場合、１回目と２回目の第１サイクルの間に第２サイクルを１回行い、２回目と３回目の第１サイクルの間に第２サイクルを２回行う。第１サイクルを４回行う場合、１回目と２回目の第１サイクルの間に第２サイクルを１回行い、２回目と３回目の第１サイクルの間に第２サイクルを２回行う。３回目と４回目の第１サイクルの間に行われる第２サイクルの回数は、１または２であってもよいし、零または３以上の値であってもよい。
【0025】
複数枚の基板に対して個別に第１サイクルを行う場合、第１サイクルを行う時期が重なると、処理ガスや処理液などの処理流体の使用量や電力の使用量が局所的に増加することがある。２つの第１サイクルの間に行われる第２サイクルの回数を変化させることにより、このような局所的な増加を小さくすることができ、処理流体や電力の時間当たりの使用量を平準化することができる。
【0026】
前記第１サイクルを３回以上行う場合、前記第１サイクルと次の前記第１サイクルとの間に行われる前記第２サイクルの回数は、複数枚の基板の間で異なっていてもよい。具体的には、ある基板の処理では、前記第１サイクルと次の前記第１サイクルとの間に行われる前記第２サイクルの回数が、前記第１サイクルの間隔の総数以下の複数の間隔において毎回異なり、別の基板の処理では、前記第１サイクルと次の前記第１サイクルとの間に行われる前記第２サイクルの回数が、毎回同じであってもよい。
【0027】
前記第１ガス供給工程および第２ガス供給工程は、前記オゾンガスを前記基板に供給する工程である。
【0028】
この方法によれば、酸素ガスではなく、オゾンガスを基板に供給しながら基板を加熱する。したがって、酸素ガスを基板に供給しながら基板を加熱する場合に比べて、効率的にモリブデン膜の表層を三酸化モリブデンに変化させることができる。これにより、モリブデン膜の表層を三酸化モリブデンに変化させる時間を短縮でき、基板処理装置のスループット（単位時間あたりの基板の処理枚数）を増加させることができる。
【0029】
前記エッチング液は、水を主成分とする水含有液である。
【0030】
この方法によれば、基板をエッチングするために、水を主成分とする水含有液を基板に供給する。三酸化モリブデンが水に溶解する一方で、モリブデンは、水に溶解しないまたは殆ど溶解しない。したがって、薬液を使わずに、三酸化モリブデンに変化したモリブデン膜の表層を基板から除去できる。これにより、エッチング液が薬液である場合に比べて、排液の処理を簡素化でき、環境への負荷を軽減できる。
【0031】
エッチング液に相当する水含有液は、純水などの水（水の体積濃度が１００％または実質的に１００％の液体）であってもよいし、水の体積濃度が９０％以上１００％未満の液体であってもよい。後者の場合、低濃度であれば薬品が水含有液に溶解していてもよい。この場合、三酸化モリブデンに変化したモリブデン膜の表層をより短時間で基板から除去できる。
【0032】
前記基板処理方法は、前記第１酸化工程、第１エッチング工程、第２酸化工程、および第２エッチング工程を１つの基板処理装置内で行う。
【0033】
この方法によれば、１つの基板処理装置内でモリブデン膜を酸化させエッチングする。言い換えると、基板がロードポートを通じて基板処理装置に搬入された後、モリブデン膜の酸化とモリブデン酸化膜のエッチングとが終了するまで、基板はロードポートを通じて基板処理装置から搬出されない。したがって、モリブデン膜の酸化とモリブデン酸化膜のエッチングとを別々の基板処理装置内で行う場合に比べて、基板の搬送に要する時間を短縮できる。
【0034】
本発明の他の実施形態は、酸素ガスまたはオゾンガスを基板に供給する第１ガス供給口と、第１強度の光を前記基板に照射することにより第１温度で前記基板を加熱する第１加熱ランプと、を含み、前記酸素ガスまたはオゾンガスを前記基板に供給しながら、前記第１強度の光の照射によって前記第１温度で前記基板を加熱することにより、前記基板に形成されたモリブデン膜の表層以外の部分を三酸化モリブデンに変化させずに、前記モリブデン膜の前記表層を前記三酸化モリブデンに変化させる第１酸化手段と、前記基板にエッチング液を供給する第１エッチング液ノズルを含み、前記基板への前記エッチング液の供給により、前記モリブデン膜の前記表層以外の部分を前記基板に残しながら、前記第１酸化手段が前記三酸化モリブデンに変化させた前記表層を前記エッチング液に溶解させる第１エッチング手段と、前記酸素ガスまたはオゾンガスを前記基板に供給する、前記第１ガス供給口と同一のまたは異なる第２ガス供給口と、前記第１強度よりも強いまたは弱い第２強度の光を前記基板に照射することにより前記第１温度よりも高いまたは低い第２温度で前記基板を加熱する、前記第１加熱ランプと同一のまたは異なる第２加熱ランプと、を含み、前記酸素ガスまたはオゾンガスを前記基板に供給しながら、前記第２強度の光の照射によって前記第２温度で前記基板を加熱することにより、前記モリブデン膜の前記表層以外の部分を前記三酸化モリブデンに変化させずに、前記モリブデン膜の前記表層を前記三酸化モリブデンに変化させる、前記第１酸化手段と同一のまたは異なる第２酸化手段と、前記基板に前記エッチング液を供給する、前記第１エッチング液ノズルと同一のまたは異なる第２エッチング液ノズルを含み、前記基板への前記エッチング液の供給により、前記モリブデン膜の前記表層以外の部分を前記基板に残しながら、前記第２酸化手段が前記三酸化モリブデンに変化させた前記表層を前記エッチング液に溶解させる、前記第１エッチング手段と同一のまたは異なる第２エッチング手段と、前記第１酸化手段、第１エッチング手段、第２酸化手段、および第２エッチング手段の間で前記基板を搬送する搬送システムと、を備える、基板処理装置を提供する。この構成によれば、前述の基板処理方法と同様の効果を奏することができる。前述の基板処理方法に関する特徴の少なくとも１つを前記基板処理装置に加えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【図1A】本発明の一実施形態に係る基板の処理が行われる前の基板の断面の一例を示す概略断面図である。
【図1B】本発明の一実施形態に係る基板の処理が行われているときの基板の断面の一例を示す概略断面図である。
【図1C】本発明の一実施形態に係る基板の処理が行われた後の基板の断面の一例を示す概略断面図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る基板処理装置のレイアウトを示す概略平面図である。
【図3】酸化処理ユニットに設けられた酸化ユニットの鉛直断面の一例を示す概略断面図である。
【図4】エッチング処理ユニットの鉛直断面の一例を示す概略断面図である。
【図5】基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図6】高温サイクルおよび低温サイクルの回数と高温サイクルおよび低温サイクルの順番の例を示す表である。
【図7A-B】高温酸化工程または低温酸化工程が行われた後の基板の断面の一例を示す概略断面図である。
【図8】高温酸化工程および低温酸化工程が行われているときの光の強度の経時変化を示すグラフである。
【図9】高温酸化工程および低温酸化工程が行われているときの基板の温度の経時変化を示すグラフである。
【図10】本発明の一実施形態に係る基板の処理の一例について説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0036】
以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【0037】
最初に、本発明の一実施形態に係る基板Ｗの処理の概要について説明する。
【0038】
図１Ａは、本発明の一実施形態に係る基板Ｗの処理が行われる前の基板Ｗの断面の一例を示す概略断面図である。図１Ｂは、本発明の一実施形態に係る基板Ｗの処理が行われているときの基板Ｗの断面の一例を示す概略断面図である。図１Ｃは、本発明の一実施形態に係る基板Ｗの処理が行われた後の基板Ｗの断面の一例を示す概略断面図である。
【0039】
モリブデン膜１００は、半導体ウエハなどの基板Ｗの表面に形成されたモリブデン製の薄膜である。モリブデン膜１００は、トランジスタなどの基板Ｗ上に形成されたデバイスに電気的に接続された金属配線（モリブデン配線）の一部であってもよい。金属配線は、層間絶縁膜上に配置された金属配線層、または、ビアホールなどの少なくとも１つの層間絶縁膜を貫通するホール内に配置された金属プラグであってもよいし、金属配線層または金属プラグの両方であってもよい。
【0040】
図１Ａに示すように、モリブデン膜１００は、モリブデン膜１００の表面１０３の全域を含む表層１０２と、モリブデン膜１００における表層１０２以外の部分を表すバルク１０１とによって構成されている。モリブデン膜１００の表層１０２は、モリブデン膜１００の表面１０３から一定またはほぼ一定の厚さの層を表す。基板Ｗが処理される前、モリブデン膜１００の表面１０３は、モリブデンの酸化物によって覆われていてもよいし、覆われていなくてもよい。基板Ｗが処理される前、モリブデン膜１００の表面１０３またはモリブデンの酸化物の表面は、レジストパターンなどの他の物質によって部分的に覆われていてもよいし、覆われていなくてもよい。
【0041】
図１Ａは、酸化モリブデン（ＭｏＯ２）と三酸化モリブデン（ＭｏＯ３）とを含むモリブデンの自然酸化膜１０４によってモリブデン膜１００の表面１０３が覆われた例を示している。酸化モリブデンおよび三酸化モリブデンは、いずれも、モリブデンの酸化物の一例である。図１Ａに示す例では、モリブデン膜１００の表面１０３の一部または全部が、モリブデンの自然酸化膜１０４によって覆われている。モリブデンの自然酸化膜１０４は、半導体ウエハなどの基板Ｗの表面で露出しており、基板Ｗが配置された空間内の雰囲気に接している。
【0042】
本発明の一実施形態に係る基板Ｗの処理では、オゾンガスなどの酸素原子含有ガスを基板Ｗに供給しながら、基板Ｗを加熱する酸化工程を行う。オゾンガスは、酸素原子を含む酸素原子含有ガスの一例である。酸素原子含有ガスは、酸素ガスであってもよい。自然酸化膜１０４などのモリブデンの酸化物がモリブデン膜１００上に形成されている場合、酸化工程を行う前に、ウェットエッチングまたはドライエッチングによりモリブデンの酸化物をモリブデン膜１００から除去してもよいし、モリブデンの酸化物を除去せずに酸化工程を行ってもよい。
【0043】
酸化工程を行うとき、接触加熱または非接触加熱により基板Ｗを加熱してもよいし、接触加熱および非接触加熱の両方により基板Ｗを加熱してもよい。接触加熱により基板Ｗを加熱する場合、デバイスが形成される基板Ｗの表面を上に向けた状態で、室温（１５～３０℃内の一定またはほぼ一定の温度）よりも高温のホットプレートの上に基板Ｗを水平に配置することにより、基板Ｗの下面をホットプレートに接触させてもよい。非接触加熱により基板Ｗを加熱する場合、ランプなどの熱源から放出された光を基板Ｗに照射してもよい。酸化工程を行うとき、基板Ｗは、水平または鉛直な姿勢であってもよいし、これら以外の姿勢であってもよい。
【0044】
酸化工程を行うと、基板Ｗに接する雰囲気中のオゾンまたは酸素分子によってモリブデン膜１００中のモリブデンが酸化され、モリブデン膜１００の表面１０３が三酸化モリブデンに変化する。自然酸化膜１０４などのモリブデンの酸化物でモリブデン膜１００の表面１０３が覆われている場合は、モリブデン膜１００の表面１０３だけでなく、モリブデンの酸化物も三酸化モリブデンに変化する。これにより、図１Ｂに示すように、三酸化モリブデンを含むモリブデン酸化膜１０５が、モリブデン膜１００の表面１０３上に形成される。
【0045】
モリブデン膜１００は、モリブデン膜１００の表面１０３からモリブデン膜１００の内部に向かって徐々に三酸化モリブデンに変化していく。モリブデン膜１００とモリブデン酸化膜１０５との境界は、モリブデン膜１００の内部に向かって徐々に移動する。これにより、モリブデン酸化膜１０５の厚さが連続的に増加する。酸化工程を行う時間が後述する最大成長時間に達すると、後述する最大厚さのモリブデン酸化膜１０５がモリブデン膜１００の表面１０３上に形成される。
【0046】
モリブデン酸化膜１０５は、モリブデン膜１００に結合された三酸化モリブデンの薄膜である。モリブデン酸化膜１０５は、酸化モリブデンなどの三酸化モリブデン以外の物質を含んでいてもよい。図１Ｂは、モリブデン酸化膜１０５の表面１０６の全域が平坦であり、モリブデン酸化膜１０５の厚さが均一である例を示している。モリブデン酸化膜１０５は、モリブデン膜１００よりも薄い。モリブデン酸化膜１０５の厚さは、モリブデン膜１００の厚さ以上であってもよい。
【0047】
酸化工程を行う時間（オゾンガスなどの酸素原子含有ガスを基板Ｗに接触させながら基板Ｗを加熱する時間）を酸化時間と、酸化時間を除く酸化工程の条件を酸化条件とそれぞれ定義する。酸化条件には、複数のパラメータが含まれる。例えば、基板Ｗの温度と、基板Ｗに供給されるオゾンガスの濃度と、基板Ｗに供給されるオゾンガスの流量とは、酸化条件に含まれる。酸化時間は、酸化条件に含まれない。
【0048】
酸素原子含有ガスがオゾンガスである場合の酸化条件は以下のとおりである。具体的には、基板Ｗの温度は、１５０℃以上、例えば１８０～３００℃の範囲内である。オゾンガスの濃度は、５０ｇ／ｍ３以上、例えば１００～２００ｇ／ｍ３の範囲内である。オゾンガスの流量は、５ＳＬＭ（Standard Litter Min）以上、例えば１８～２０ＳＬＭの範囲内である。酸化時間は、３０秒以上、例えば３０～３００秒の範囲内である。後述するエッチング時間は、３０秒以上である。酸化工程を行う前のモリブデン膜１００の厚さとエッチング工程を行った後のモリブデン膜１００の厚さとの差をリセス量と定義する。酸化条件にもよるが、酸化工程およびエッチング工程を一回ずつ行ったときのリセス量は、数十ｎｍ未満、例えば１０ｎｍ未満である。前記の数値は、一例であり、これらに限られるものではない。
【0049】
酸化条件が一定であれば、モリブデン酸化膜１０５の厚さは、酸化時間が増加するにしたがって増加する。酸化条件が一定であれば、酸化時間が最大成長時間を超えても、モリブデン酸化膜１０５の厚さは、変化せずまたは殆ど変化せず、最大厚さまたはその付近にとどまる。つまり、酸化条件が一定であれば、酸化時間が最大成長時間に達すると、モリブデン酸化膜１０５の厚さは、最大厚さに達するものの、それ以上の時間酸化工程を続けても、モリブデン酸化膜１０５の厚さは、変化しないまたは殆ど変化しない。この現象を、セルフリミテーションということがある。
【0050】
モリブデン酸化膜１０５の最大厚さは、酸化条件に依存する。最大成長時間も、酸化条件に依存する。酸化条件が変わると、それに応じてモリブデン酸化膜１０５の最大厚さが増加または減少する。例えば、基板Ｗの温度が低下すると、モリブデン酸化膜１０５の最大厚さが減少する。基板Ｗに供給されるオゾンガスの濃度または流量が減少したときも、モリブデン酸化膜１０５の最大厚さが減少する。
【0051】
酸化工程を行った後は、図１Ｃに示すように、エッチング液を基板Ｗに供給することにより、モリブデン酸化膜１０５を基板Ｗから除去するエッチング工程を行う。図１Ｃは、エッチング液の供給によってモリブデン酸化膜１０５の全体が除去され、モリブデンで形成されたモリブデン膜１００の平坦な表面１０３が露出した例を示している。エッチング液の供給によってモリブデン酸化膜１０５の全体が基板Ｗから除去されることが好ましいが、後工程で問題にならない程度であれば、モリブデン酸化膜１０５が基板Ｗに残ってもよい。
【0052】
エッチング液は、三酸化モリブデンを溶解し、モリブデンを溶解しないまたは殆ど溶解しない液体である。三酸化モリブデンは、水に溶解する一方で、モリブデンは、水に溶解しないまたは殆ど溶解しない。言い換えると、三酸化モリブデンが水に溶解する速度は、モリブデンが水に溶解する速度よりも大きい。したがって、水を含む液体であれば、エッチング液は、どのような液体であってもよい。例えば、エッチング液は、純水（脱イオン水：ＤＩＷ（Deionized Water））などの水であってもよいし、水酸化アンモニウム、アルカリ溶液、炭酸水、フッ酸、および塩酸などの水溶液であってもよい。水溶液における水の割合（溶質に対する水の割合）は、１００以上であってもよいし、１００未満であってもよい。
【0053】
エッチング液がモリブデン酸化膜１０５の表面１０６に接触すると、モリブデン酸化膜１０５の表面１０６を構成する三酸化モリブデンがエッチング液に溶解し、モリブデン酸化膜１０５が徐々に減少していく。エッチング時間、つまり、エッチング液がモリブデン酸化膜１０５に接している時間がエッチング終了時間に達すると、全てまたは殆ど全てのモリブデン酸化膜１０５がエッチング液に溶解する。エッチング液は、三酸化モリブデンを溶解し、モリブデンを溶解しないまたは殆ど溶解しない液体である。したがって、エッチング終了時間以上エッチング液の供給を継続しても、モリブデン膜１００は減少しないまたは殆ど減少しない。
【0054】
エッチング工程を行うとき、エッチング終了時間以上連続してエッチング液を基板Ｗに供給してもよいし、エッチング液がモリブデン酸化膜１０５に接する時間の合計値を表す累積エッチング時間がエッチング終了時間以上であるように、エッチング液を基板Ｗに断続的に供給してもよい。また、エッチング工程を行うとき、基板Ｗの姿勢は、水平または鉛直であってもよいし、水平面に対して傾いていてもよい。図１Ｂは、基板Ｗを水平に維持しながら、エッチング工程を行う例を示している。
【0055】
モリブデン膜１００の表層１０２をモリブデン酸化膜１０５に変化させた後、モリブデン酸化膜１０５をエッチング液でエッチングするのではなく、モリブデンを腐食させるエッチング液をモリブデン膜１００に供給すると、モリブデン膜１００の表面１０３のラフネス（粗さ）が良好でない場合がある。前述のように、モリブデン膜１００の表層１０２をモリブデン酸化膜１０５に変化させた後に除去すれば、モリブデン膜１００をエッチング液で直接エッチングする場合に比べて、エッチング後のモリブデン膜１００のラフネスを改善（低減）することができる。
【0056】
全てまたは殆ど全てのモリブデン酸化膜１０５を基板Ｗから除去した後は、基板Ｗを簡易的にまたは完全に乾燥させる乾燥工程を行う。つまり、後述するように２回目以降の酸化工程を行う場合、基板Ｗに残留する液体が酸化工程等の支障にならなければ、次の酸化工程を行う前に、殆どの液体が基板Ｗから除去されるように基板Ｗを簡易的に乾燥させてもよい。もしくは、次の酸化工程を行う前に、全ての液体が基板Ｗから除去されるように基板Ｗを完全に乾燥させてもよい。エッチング液に含まれる薬品の濃度が高い場合、基板Ｗを乾燥させる前に、純水などのリンス液でエッチング液を洗い流してもよい。
【0057】
エッチング工程を行った後は、前述と同様に２回目の酸化工程を行い、その後、２回目のエッチング工程を行う。必要に応じて、３回目の酸化工程およびエッチング工程を行ってもよいし、４回目以降の酸化工程およびエッチング工程を行ってもよい。つまり、酸化工程およびエッチング工程をこの順番で行う１つのサイクルを２回以上行ってもよい。このようにすれば、モリブデン膜１００の厚さを段階的に減少させることができる。最後のエッチング工程を行った後は、基板Ｗを完全に乾燥させる。
【0058】
前述のように、酸化工程では、モリブデン膜１００の表面１０３側の部分が三酸化モリブデンに変化し、モリブデン膜１００の厚さが減少するものの、モリブデン膜１００はエッチングされない。各回の酸化工程で形成されるモリブデン酸化膜１０５の厚さが一定またはほぼ一定であれば、酸化工程ではエッチング量がゼロであり、エッチング工程ではエッチング量がゼロを超える一定またはほぼ一定の値となる。このような段階的なエッチングは、デジタルエッチングともいわれる。
【0059】
次に、基板処理装置１について説明する。
【0060】
図２は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１のレイアウトを示す概略平面図である。基板処理装置１は、半導体ウエハなどの円板状の基板Ｗを処理する装置である。基板処理装置１は、複数枚の基板Ｗを収容するキャリアＣＡを支持するロードポートＬＰと、ロードポートＬＰ上のキャリアＣＡから搬送された基板Ｗを処理液や処理ガスなどの処理流体で処理する複数の処理ユニット２と、ロードポートＬＰ上のキャリアＣＡと複数の処理ユニット２との間で基板Ｗを搬送する搬送システム４と、基板処理装置１を制御する制御装置３とを含む。
【0061】
複数の処理ユニット２は、１つ以上の処理ユニット２をそれぞれが含む複数のタワーＴＷを形成している。図２は、４つのタワーＴＷが形成された例を示している。複数の処理ユニット２が１つのタワーＴＷに含まれる場合、当該複数の処理ユニット２は、上下に積層される。１つのタワーＴＷに含まれる処理ユニット２の数は、全てのタワーＴＷで同じであってもよいし、全てまたは全数未満の複数のタワーＴＷで異なっていてもよい。
【0062】
複数のタワーＴＷは、平面視で基板処理装置１の奥行方向（図２の左右方向。平面視で複数のロードポートＬＰの配列方向に直交する方向）に並んだ２つの列を形成している。２つの列は、平面視で、基板処理装置１の奥行方向に延びる直線状の搬送路５を介して互いに向かい合っている。後述するセンターロボットＣＲは、搬送路５に配置されている。
【0063】
複数の処理ユニット２は、酸化工程を行う１つ以上の酸化処理ユニット２ｏと、エッチング工程および乾燥工程を行う１つ以上のエッチング処理ユニット２ｅとを含む。酸化処理ユニット２ｏは、複数枚の基板Ｗを一枚ずつ酸化させる枚葉式のユニットである。エッチング処理ユニット２ｅは、複数枚の基板Ｗを一枚ずつエッチングおよび乾燥させる枚葉式のユニットである。
【0064】
図２は、２つの列のそれぞれにおいて、ロードポートＬＰに最も近い１つのタワーＴＷが酸化処理ユニット２ｏによって構成されており、残り１つのタワーＴＷがエッチング処理ユニット２ｅで構成された例を示している。この例では、１つのタワーＴＷに含まれる全ての処理ユニット２は、同じ種類の処理ユニット２（酸化処理ユニット２ｏまたはエッチング処理ユニット２ｅ）である。酸化処理ユニット２ｏによって構成されたタワーＴＷの数および配置は、図２に示す例に限られない。１つのタワーＴＷは、酸化処理ユニット２ｏおよびエッチング処理ユニット２ｅの両方を含んでいてもよい。
【0065】
酸化処理ユニット２ｏは、酸化空間ＳＯ（図３参照）を形成するチャンバー６と、チャンバー６に設けられた出入口を開閉するシャッター７と、チャンバー６内で基板Ｗを加熱しながら処理ガスを基板Ｗに供給する酸化ユニット１０と、酸化ユニット１０によって加熱された基板Ｗをチャンバー６内で冷却する冷却ユニット９と、チャンバー６内で基板Ｗを搬送するローカル搬送ロボット８とを含む。
【0066】
ローカル搬送ロボット８は、基板Ｗを水平に支持する１つ以上のハンド８ｈを含む。ハンド８ｈは、水平方向および鉛直方向のいずれにも平行に移動可能である。ローカル搬送ロボット８は、チャンバー６内でセンターロボットＣＲから基板Ｗを受け取り、チャンバー６内でセンターロボットＣＲに基板Ｗを渡す。ローカル搬送ロボット８は、さらに、酸化ユニット１０および冷却ユニット９のそれぞれに基板Ｗを渡し、酸化ユニット１０および冷却ユニット９のそれぞれから基板Ｗを受け取る。
【0067】
エッチング処理ユニット２ｅは、エッチング空間ＳＥ（図４参照）を形成するチャンバー４１と、チャンバー４１に設けられた出入口を開閉するシャッター４２と、エッチング空間ＳＥ内で１枚の基板Ｗを水平に保持しながら基板Ｗの中央部を通る鉛直な回転軸線Ａ１まわりに回転させるスピンチャック４３ａと、スピンチャック４３ａに保持されている基板Ｗに向けて処理液を吐出する複数のノズルとを含む。
【0068】
搬送システム４は、ロードポートＬＰ上のキャリアＣＡと複数の処理ユニット２との間で搬送される基板Ｗが一時的に置かれるシャトルロボットＳＨと、ロードポートＬＰ上のキャリアＣＡとシャトルロボットＳＨとの間で基板Ｗを搬送するインデクサロボットＩＲと、シャトルロボットＳＨと複数の処理ユニット２との間で基板Ｗを搬送するセンターロボットＣＲとを含む。
【0069】
シャトルロボットＳＨは、平面視でインデクサロボットＩＲとセンターロボットＣＲとの間に配置されている。シャトルロボットＳＨは、１枚以上の基板Ｗを水平に支持しながら、インデクサロボットＩＲとセンターロボットＣＲとの間で搬送する。インデクサロボットＩＲおよびセンターロボットＣＲは、シャトルロボットＳＨに基板Ｗの搬入および搬出を行う。基板Ｗは、シャトルロボットＳＨを介してインデクサロボットＩＲとセンターロボットＣＲとの間で受け渡される。シャトルロボットＳＨを介さずにインデクサロボットＩＲとセンターロボットＣＲとの間で基板Ｗを直接受け渡してもよい。
【0070】
インデクサロボットＩＲは、平面視でシャトルロボットＳＨとロードポートＬＰとの間に配置されている。インデクサロボットＩＲは、基板Ｗを水平に支持する１つ以上のハンドＨｉを含む。ハンドＨｉは、水平方向および鉛直方向のいずれにも平行に移動可能である。ハンドＨｉは、鉛直な直線まわりに１８０度以上回転可能である。ハンドＨｉは、いずれのロードポートＬＰ上のキャリアＣＡに対しても基板Ｗの搬入および搬出を行うことができ、シャトルロボットＳＨに対して基板Ｗの搬入および搬出を行うことができる。
【0071】
センターロボットＣＲは、平面視でシャトルロボットＳＨから基板Ｗの奥行方向に延びる搬送路５内に配置されている。センターロボットＣＲは、基板Ｗを水平に支持する１つ以上のハンドＨｃを含む。ハンドＨｃは、水平方向および鉛直方向のいずれにも平行に移動可能である。ハンドＨｃは、鉛直な直線まわりに１８０度以上回転可能である。ハンドＨｃは、シャトルロボットＳＨに対して基板Ｗの搬入および搬出を行うことができ、いずれの処理ユニット２に対しても基板Ｗの搬入および搬出を行うことができる。
【0072】
複数の処理ユニット２の平面的および立体的な配置は、図２に示す例に限られない。つまり、センターロボットＣＲがいずれの処理ユニット２にも基板Ｗの搬入および搬出を行えるのであれば、複数の処理ユニット２をどのように配置してもよい。基板処理装置１に設けられたセンターロボットＣＲの数は、２つ以上であってもよい。この場合、少なくとも１つのセンターロボットＣＲが各処理ユニット２に基板Ｗの搬入および搬出を行えるのであれば、１つのセンターロボットＣＲが全ての処理ユニット２に基板Ｗの搬入および搬出を行えなくてもよい。
【0073】
図１Ａに示すようなモリブデン膜１００またはモリブデンの自然酸化膜１０４が露出した複数枚の基板Ｗを収容したキャリアＣＡは、半導体装置やＦＰＤ等を製造する製造工場に設置されたキャリア搬送ロボットによってロードポートＬＰ上に置かれる。キャリアＣＡは、複数枚の基板Ｗが間隔を空けて平行に向かい合うように当該複数枚の基板Ｗを水平な姿勢で保持および収容する容器である。キャリアＣＡは、ＦＯＵＰ（Front-Opening Unified Pod）であってもよいし、ＦＯＵＰ以外の容器であってもよい。
【0074】
未処理の基板Ｗは、インデクサロボットＩＲによってロードポートＬＰ上のキャリアＣＡから搬出され、センターロボットＣＲによって酸化処理ユニット２ｏに搬入される。酸化処理ユニット２ｏの酸化ユニット１０は、搬入された基板Ｗに酸化工程を行う。酸化工程が行われた基板Ｗは、センターロボットＣＲによって酸化処理ユニット２ｏから搬出され、センターロボットＣＲによってエッチング処理ユニット２ｅに搬入される。酸化工程が行われた基板Ｗを酸化処理ユニット２ｏから搬出する前に、必要に応じて、酸化処理ユニット２ｏの冷却ユニット９で基板Ｗを冷却してもよい。
【0075】
エッチング処理ユニット２ｅは、搬入された基板Ｗにエッチング工程および乾燥工程を行う。その後、基板Ｗは、センターロボットＣＲによってエッチング処理ユニット２ｅから搬出され、前回と同じまたは異なる酸化処理ユニット２ｏに搬入される。２回目の酸化工程が行われた基板Ｗは、センターロボットＣＲによって酸化処理ユニット２ｏから搬出され、前回と同じまたは異なるエッチング処理ユニット２ｅに搬入される。
【0076】
このようにして、酸化工程、エッチング工程、および乾燥工程を含む１つのサイクルが１枚の基板Ｗに対して複数回行われる。全ての処理が行われた基板Ｗは、インデクサロボットＩＲによって同じまたは別のロードポートＬＰ上のキャリアＣＡに搬入される。その後、処理済みの複数枚の基板Ｗを収容したキャリアＣＡが、キャリア搬送ロボットによってロードポートＬＰから次の目的地に搬送される。
【0077】
次に、酸化処理ユニット２ｏについて詳細に説明する。
【0078】
図３は、酸化処理ユニット２ｏに設けられた酸化ユニット１０の鉛直断面の一例を示す概略断面図である。酸化ユニット１０は、基板Ｗを収容するチャンバー２１を含む。チャンバー２１は、基板Ｗの下方に配置される固定容器２４と、基板Ｗの上方に配置される可動蓋２３とを含む。可動蓋２３は、可動蓋２３と固定容器２４との間の空間に基板Ｗが出入り可能な開位置と、可動蓋２３と固定容器２４との間の空間が密閉される閉位置（図３に示す位置）と、の間で上下に移動可能である。
【0079】
開閉アクチュエータ２２は、開位置と閉位置との間で可動蓋２３を上下に移動させる。開閉アクチュエータ２２が可動蓋２３を閉位置に移動させると、可動蓋２３の環状部２３ａが酸化空間ＳＯの外側でシールを介して固定容器２４の環状部２４ａに全周にわたって重なり、環状部２３ａと環状部２４ａとの間の隙間が密閉される。これにより、密閉された酸化空間ＳＯが可動蓋２３と固定容器２４との間に形成される。
【0080】
開閉アクチュエータ２２は、可動蓋２３を移動させるアクチュエータである。アクチュエータは、電気、流体、磁気、熱、または化学的エネルギーを機械的な仕事に変換する装置である。アクチュエータには、電動モータ、エアシリンダ、およびその他の装置が含まれる。開閉アクチュエータ２２は、電動モータまたはエアシリンダであってもよいし、これら以外であってもよい。アクチュエータの定義は、他のアクチュエータについても同様である。
【0081】
酸化ユニット１０は、チャンバー２１内で基板Ｗを水平に支持するサセプター２５を含む。サセプター２５は、基板Ｗの下面に接触することにより基板Ｗを水平に支持する複数のサポートピン２６と、複数のサポートピン２６を支持するパーティション２７とを含む。サポートピン２６およびパーティション２７は、上下方向における可動蓋２３と固定容器２４との間に配置されている。パーティション２７は、一枚の板であってもよいし、１つの平面上に配置され、互いに連結された複数枚の板であってもよい。
【0082】
複数のサポートピン２６は、パーティション２７の上面から上方に突出している。ローカル搬送ロボット８のハンド８ｈ（図２参照）は、複数のサポートピン２６の上に基板Ｗを置き、複数のサポートピン２６上の基板Ｗを取る。基板Ｗが複数のサポートピン２６の上に置かれると、基板Ｗの下面がパーティション２７の上面から上方に離れた状態で、基板Ｗの下面とパーティション２７の上面とが平行に向かい合う。
【0083】
サポートピン２６は、パーティション２７と一体またはパーティション２７に固定されてもよいし、パーティション２７に対して上下に移動可能であってもよい。前者の場合、複数のサポートピン２６に支持されている基板Ｗが配置される支持位置とパーティション２７の上面との間にハンド８ｈを配置できるように、サポートピン２６の高さ、つまり、パーティション２７の上面からサポートピン２６の上端までの上下方向の距離を設定すればよい。後者の場合、ハンド８ｈが複数のサポートピン２６の上に基板Ｗを置き、複数のサポートピン２６上の基板Ｗを取る上位置と、上位置よりも下方の下位置と、の間で複数のサポートピン２６を上下に移動させてもよい。複数のサポートピン２６が下位置に配置されているときのサポートピン２６の高さは、前者の場合の高さ未満であってもよい。
【0084】
パーティション２７は、固定容器２４内に配置されている。パーティション２７は、チャンバー２１の内部空間をパーティション２７の上側の上方空間とパーティション２７の下側の下方空間とに仕切っている。上方空間は、パーティション２７の上面から可動蓋２３の天井面までの空間である。下方空間は、固定容器２４の底面からパーティション２７の下面までの空間である。上方空間は、酸化空間ＳＯに相当する。可動蓋２３が閉位置に配置されると、酸化空間ＳＯに相当する上方空間が密閉される。固定容器２４の内周面とパーティション２７の外周面との間の隙間は密閉されており、上方空間内の流体は下方空間に移動できない。下方空間は、密閉空間であってもよいし、流体が自由に出入りできる開放空間であってもよい。
【0085】
酸化ユニット１０は、酸化空間ＳＯ内でサセプター２５に支持されている基板Ｗに光を照射することにより、当該基板Ｗを加熱温度で加熱する少なくとも１つの加熱ランプ２８を含む。加熱ランプ２８は、酸化空間ＳＯ内の基板Ｗを加熱するヒーターの一例である。加熱ランプ２８は、電力の供給により光を発する光源と、光源を収容する透明なケースとを含む。加熱ランプ２８は、ハロゲンランプまたはＬＥＤ(light emitting diode)ランプであってもよいし、これら以外のランプであってもよい。
【0086】
図３は、４つの加熱ランプ２８がチャンバー２１内に配置されており、それぞれの加熱ランプ２８がＬＥＤランプである例を示している。この例では、４つの加熱ランプ２８が基板Ｗの下方に配置されている。１つのチャンバー２１内の基板Ｗに向けて光を照射する加熱ランプ２８の数は、４未満または５以上であってもよい。チャンバー２１内の基板Ｗに光を照射できるのであれば、加熱ランプ２８をチャンバー２１の外に配置してもよい。全てまたは一部の加熱ランプ２８を基板Ｗの上方に配置してもよい。
【0087】
図３に示す例では、４つの加熱ランプ２８がパーティション２７の下方に配置されている。加熱ランプ２８の光は、パーティション２７を透過し、複数のサポートピン２６上の基板Ｗに照射される。パーティション２７の少なくとも一部は、加熱ランプ２８の光が透過する材料で作製されている。例えば、サセプター２５の全体を石英で作製してもよい。複数のサポートピン２６上の基板Ｗを全ての加熱ランプ２８の光で均一に加熱できるのであれば、パーティション２７の全体を加熱ランプ２８の光が透過する材料で作製しなくてもよい。
【0088】
ＬＥＤランプの光が照射される基板Ｗは、半導体ウエハの一例である円板状のシリコンウエハ１０７と、シリコンウエハ１０７に保持されたモリブデン膜１００とを含む。ＬＥＤランプは、３００～１０００ｎｍの範囲内の波長の光を放出する。つまり、この範囲内の波長の光が、ＬＥＤランプから放出される光に含まれる。ＬＥＤランプから放出される光のうち最も強度が高い光の波長が、この範囲内であってもよいし、この範囲外であってもよい。ＬＥＤランプから放出される光の波長の全てが、この範囲内であってもよいし、ＬＥＤランプから放出される光の波長の一部だけが、この範囲内であってもよい。ＬＥＤランプから放出される光の波長の全てが、この範囲外であってもよい。
【0089】
酸化ユニット１０は、加熱ランプ２８に供給される電流を制御することにより加熱ランプ２８から放出される光の強度を制御する強度制御回路２９を含む。強度制御回路２９は、加熱ランプ２８に供給される電流を増加または減少させることにより、加熱ランプ２８から放出される光の強度を増加または減少させ、加熱ランプ２８に供給される電流を安定させることにより、加熱ランプ２８から放出される光の強度を安定させる電気回路である。
【0090】
強度制御回路２９は、最低強度から最高強度までの範囲内の任意の強度の光を加熱ランプ２８に放出させる。加熱ランプ２８から放出される光の強度が変わると、基板Ｗに照射される光の放射照度が変わり、基板Ｗの温度も変わる。したがって、強度制御回路２９は、最低強度に対応する最低温度から最高強度に対応する最高温度までの範囲内の任意の温度に基板Ｗを維持することができる。最低温度は、１５０℃であり、最高温度は、３００℃である。これらの数値は、一例であり、これらに限られるものではない。例えば、最高温度は、５００℃であってもよい。
【0091】
酸化ユニット１０は、サセプター２５に支持されている基板Ｗの温度を非接触で測定する放射温度計３０を備えていてもよい。図３は、３つの放射温度計３０が可動蓋２３に保持されており、基板Ｗの上方に配置された例を示している。加熱ランプ２８の光を基板Ｗに照射しているとき、放射温度計３０の検出値に基づいて光の強度を強度制御回路２９に変化させるフィードバック制御を行ってもよい。このようにすれば、基板Ｗの実際の温度のオーバーシュートおよびアンダーシュートを小さくすることができる。
【0092】
酸化ユニット１０は、酸化空間ＳＯ内の基板Ｗにオゾンガスを供給するガス供給口３１ａを含む。ガス供給口３１ａは、オゾンガスが通過する空間と、この空間を形成する端面（典型的には、当該空間の全周を取り囲む環状の端面）とを含む。ガス供給口３１ａから流れ出たオゾンガスが酸化空間ＳＯに供給されるのであれば、ガス供給口３１ａは、酸化空間ＳＯを形成する壁面で開口していてもよいし、当該壁面よりも内側に配置されていてもよい。図３は、前者の例を示している。
【0093】
酸化ユニット１０は、ガス供給口３１ａに加えて、ガス供給口３１ａに供給されるべきオゾンガスを発生するオゾンガス発生器３１ｄと、オゾンガス発生器３１ｄで発生したオゾンガスをガス供給口３１ａの方に導くオゾンガス配管３１ｂと、オゾンガス配管３１ｂからガス供給口３１ａにオゾンガスが流れる開状態とオゾンガス配管３１ｂからガス供給口３１ａにオゾンガスが流れない閉状態との間で開閉するオゾンガスバルブ３１ｃとを含む。
【0094】
図示はしないが、オゾンガスバルブ３１ｃは、流体が流れる内部流路と内部流路の一部を形成する環状の弁座とが設けられたバルブボディと、弁座に対して移動可能な弁体と、弁体が弁座に接触する閉位置と弁体が弁座から離れた開位置との間で弁体を移動させるアクチュエータとを含む。他のバルブについても同様である。アクチュエータは、空圧アクチュエータまたは電動アクチュエータであってもよいし、これら以外のアクチュエータであってもよい。制御装置３（図２参照）は、アクチュエータを制御することにより、オゾンガスバルブ３１ｃを開閉させる。
【0095】
酸化ユニット１０は、さらに、酸化空間ＳＯ内の気体を排出する排気口３３ａと、排気口３３ａに流入した気体を酸化空間ＳＯから離れる方向に導く排気配管３３ｂと、酸化空間ＳＯ内の気体が排気口３３ａに流入する開状態と酸化空間ＳＯ内の気体が排気口３３ａに流入しない閉状態との間で開閉する排気バルブ３３ｃとを含む。排気口３３ａは、排出すべき気体が通過する空間と、この空間を形成する端面とを含む。排気口３３ａが酸化空間ＳＯ内の気体を排出できるのであれば、排気口３３ａは、酸化空間ＳＯを形成する壁面で開口していてもよいし、当該壁面よりも内側に配置されていてもよい。
【0096】
オゾンガスバルブ３１ｃを開くと、オゾンガスがガス供給口３１ａから流れ出て、酸化空間ＳＯに供給される。排気バルブ３３ｃを開いた状態でオゾンガスの供給を続けると、酸化空間ＳＯがオゾンガスで満たされる。酸化空間ＳＯでのオゾンガスの充満は、酸化空間ＳＯ内の気体を排気口３３ａに排出しながら、オゾンガスを酸化空間ＳＯに供給することにより行ってもよいし、酸化空間ＳＯ内の気体を排気口３３ａに排出した後に、オゾンガスを酸化空間ＳＯに供給することにより行ってもよい。
【0097】
酸化空間ＳＯがオゾンガスで満たされた後、ガス供給口３１ａからのオゾンガスの供給と排気口３３ａへの気体の排出とを継続してもよいし、停止してもよい。前者の場合、酸化空間ＳＯをオゾンガスで充満させながら、酸化空間ＳＯ内の気圧を酸化空間ＳＯの外の気圧以上または未満の値に維持してもよい。この場合、排気バルブ３３ｃは、酸化空間ＳＯの気圧が設定値以上まで上昇すると、当該気圧が設定値未満に低下するまで酸化空間ＳＯ内の気体を排気口３３ａに流入させるリリーフバルブであってもよい。排気バルブ３３ｃは、開閉バルブとリリーフバルブとの両方を含んでいてもよい。
【0098】
酸化ユニット１０は、酸化空間ＳＯに供給されるべき不活性ガスの一例である窒素ガスを導く不活性ガス配管３２ａと、不活性ガス配管３２ａから酸化空間ＳＯに窒素ガスが流れる開状態と不活性ガス配管３２ａから酸化空間ＳＯに窒素ガスが流れない閉状態との間で開閉する不活性ガスバルブ３２ｂとを含む。図３は、不活性ガス配管３２ａ内の窒素ガスが、ガス供給口３１ａを介して酸化空間ＳＯに供給される例を示している。不活性ガス配管３２ａ内の窒素ガスは、ガス供給口３１ａとは別のガス供給口を介して酸化空間ＳＯに供給されてもよい。
【0099】
オゾンガスを酸化空間ＳＯに供給した後は、酸化空間ＳＯ内のオゾンガスを排気口３３ａを通じて排出する。具体的には、オゾンガスを酸化空間ＳＯに供給した後、オゾンガスバルブ３１ｃを閉じ、排気バルブ３３ｃを開いた状態で、不活性ガスバルブ３２ｂを開く。これにより、窒素ガスが酸化空間ＳＯに供給されると共に、オゾンガスなどの酸化空間ＳＯ内の気体が排気口３３ａに排出される。その結果、酸化空間ＳＯ内のオゾンガスが窒素ガスで置換され、酸化空間ＳＯが窒素ガスで満たされる。
【0100】
酸化ユニット１０で行われる基板Ｗの処理の一例は以下のとおりである。
【0101】
具体的には、酸化ユニット１０で基板Ｗを処理するときは、可動蓋２３が開位置に配置された状態で、ローカル搬送ロボット８が、ハンド８ｈで基板Ｗを水平に支持しながら、ハンド８ｈを固定容器２４の上方に移動させる。その後、ローカル搬送ロボット８が、ハンド８ｈ上の基板Ｗをサセプター２５の上に置き、ハンド８ｈをチャンバー２１の外に移動させる。その後、開閉アクチュエータ２２が、可動蓋２３を閉位置に移動させ、可動蓋２３と固定容器２４との間を密閉する。
【0102】
可動蓋２３が閉位置に配置された後、前述のように、オゾンガスを酸化空間ＳＯに充満させ、酸化空間ＳＯ内の基板Ｗに供給する。オゾンガスが酸化空間ＳＯに充満する前または充満した後に、加熱ランプ２８に発光を開始させる。これにより、設定温度に対応する強度の光が加熱ランプ２８から放出され、光の照射によって基板Ｗが設定温度で加熱される。その後、基板Ｗの温度と基板Ｗに接する雰囲気中のオゾンガスの濃度などの条件を一定に維持しながら、前述の最大成長時間以上連続して酸化工程を行う。
【0103】
酸化工程を行うと、基板Ｗに接する雰囲気中の酸素原子がモリブデン膜１００（図１Ｂ参照）中のモリブデンと結合し、モリブデンが三酸化モリブデンに変化する。酸素原子は、モリブデン膜１００内を拡散する。これにより、三酸化モリブデンを含むモリブデン酸化膜１０５（図１Ｂ参照）が、モリブデン膜１００の表面１０３上に形成される。さらに、酸化条件を一定に維持しながら、最大成長時間以上連続して酸化工程を行うと、前述のセルフリミテーションにより、モリブデン酸化膜１０５の厚さが最大厚さまで増加し、最大厚さにとどまる。
【0104】
酸化工程を行った後は、加熱ランプ２８に発光を停止させる。加熱ランプ２８が発光を停止する前または後に、オゾンガスなどの酸化空間ＳＯ内の気体を排気口３３ａを通じて排出し、不活性ガスなどのオゾンガス以外の気体を酸化空間ＳＯに充満させる。加熱ランプ２８が発光を停止し、酸化空間ＳＯ内のオゾンガスが排出された後は、可動蓋２３が開位置に配置された状態で、ローカル搬送ロボット８が、ハンド８ｈを固定容器２４の上方に移動させる。その後、ローカル搬送ロボット８は、サセプター２５上の基板Ｗをハンド８ｈで取り、ハンド８ｈをチャンバー２１の外に移動させる。
【0105】
このように、オゾンガスは、密閉された酸化空間ＳＯに供給される。加熱ランプ２８は、パーティション２７によって酸化空間ＳＯから隔てられている。酸化空間ＳＯ内の気体は、加熱ランプ２８が配置された下方空間に移動することができない。したがって、加熱ランプ２８がオゾンガスに晒されることを防止できる。さらに、基板Ｗとサポートピン２６との点接触または線接触により基板Ｗを支持するので、基板Ｗとサセプター２５との接触面積を小さくすることができ、基板Ｗからサセプター２５に拡散する熱量を減らすことができる。これにより、基板Ｗを加熱ランプ２８の光で効率的に加熱することができる。
【0106】
加熱ランプ２８の一例であるＬＥＤランプの光で基板Ｗを加熱する場合、ホットプレートで基板Ｗを加熱する場合に比べて熱エネルギーを基板Ｗに集中させることができ、基板Ｗおよびその近傍の酸素原子の活性を効率的に高めることができる。さらに、ＬＥＤランプに発光を開始させると、基板Ｗの温度が急激に上昇し、ＬＥＤランプに発光を停止させると、基板Ｗの温度が急激に低下する。ＬＥＤランプが発光を停止すると、基板Ｗの温度が急激に低下するので、基板Ｗの冷却を省略できる、もしくは、基板Ｗを冷却する時間を短縮できる。
【0107】
これに対して、ホットプレートで基板Ｗを加熱する場合は、ホットプレートの予熱が必要である上に、ホットプレートの温度を安定させるため、最大成長時間が経過した後もホットプレートの温度を下げることができない。したがって、ホットプレートで基板Ｗを加熱する場合よりも消費電力を大幅に減らすことができる。さらに、ホットプレートで基板Ｗを加熱する場合に比べて、基板Ｗ以外の部材に伝達される熱量を減らすことができ、加熱による当該部材の腐食を防止するまたは遅らせることができる。
【0108】
次に、エッチング処理ユニット２ｅについて説明する。
【0109】
図４は、エッチング処理ユニット２ｅの鉛直断面の一例を示す概略断面図である。エッチング処理ユニット２ｅは、エッチング空間ＳＥを形成するチャンバー４１と、チャンバー４１に設けられた出入口を開閉するシャッター４２と、エッチング空間ＳＥ内で１枚の基板Ｗを水平に保持しながら基板Ｗの中央部を通る鉛直な回転軸線Ａ１まわりに回転させるスピンチャック４３ａを含む。
【0110】
スピンチャック４３ａは、複数のチャックピン４３ｂを基板Ｗの外周面に接触させ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）をスピンベース４３ｃの上面に吸着させることにより基板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。図４は、前者の例を示している。スピンチャック４３ａは、水平な姿勢でスピンチャック４３ａに保持されている基板Ｗを回転軸線Ａ１まわりに回転させる電動モータ４３ｄを含む。
【0111】
エッチング処理ユニット２ｅは、スピンチャック４３ａに保持されている基板Ｗの上面にエッチング液を供給するエッチング液ノズル４４ａと、スピンチャック４３ａに保持されている基板Ｗの上面にリンス液を供給するリンス液ノズル４５ａとを含む。図４は、エッチング液およびリンス液がいずれも純水（図４では、ＤＩＷと表記）である例を示している。リンス液は、純水に限らず、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、および希釈濃度（たとえば、１０～１００ｐｐｍ程度）の塩酸水、および希釈濃度（たとえば、１０～１００ｐｐｍ程度）の水酸化アンモニウムのいずれかであってもよい。リンス液は、エッチング液とは種類が異なる液体であってもよい。
【0112】
図４に示すように、エッチング処理ユニット２ｅは、エッチング液をエッチング液ノズル４４ａの方に導くエッチング液配管４４ｂと、エッチング液配管４４ｂからエッチング液ノズル４４ａにエッチング液が流れる開状態とエッチング液配管４４ｂからエッチング液ノズル４４ａにエッチング液が流れない閉状態との間で開閉するエッチング液バルブ４４ｃとを含む。エッチング液バルブ４４ｃが開かれると、エッチング液が、エッチング液ノズル４４ａの吐出口から下方に連続的に吐出される。
【0113】
エッチング処理ユニット２ｅは、リンス液をリンス液ノズル４５ａの方に導くリンス液配管４５ｂと、リンス液配管４５ｂからリンス液ノズル４５ａにリンス液が流れる開状態とリンス液配管４５ｂからリンス液ノズル４５ａにリンス液が流れない閉状態との間で開閉するリンス液バルブ４５ｃとを含む。リンス液バルブ４５ｃが開かれると、リンス液が、リンス液ノズル４５ａの吐出口から下方に連続的に吐出される。
【0114】
エッチング液ノズル４４ａは、基板Ｗに対する処理液の衝突位置を基板Ｗの上面または下面内で移動させることができるスキャンノズルであってもよいし、基板Ｗに対する処理液の衝突位置を移動させることができない固定ノズルであってもよい。リンス液ノズル４５ａについても同様である。図４は、エッチング液ノズル４４ａがスキャンノズルであり、リンス液ノズル４５ａが固定ノズルである例を示している。
【0115】
エッチング液ノズル４４ａは、鉛直方向および水平方向の少なくとも一方にエッチング液ノズル４４ａを移動させるノズルアクチュエータ４４ｅに接続されている。エッチング液ノズル４４ａは、水平に延びるノズルアーム４４ｄの先端から下方に延びている。ノズルアクチュエータ４４ｅは、ノズルアーム４４ｄを介してエッチング液ノズル４４ａに接続されている。ノズルアクチュエータ４４ｅは、ノズルアーム４４ｄを移動させることにより、エッチング液ノズル４４ａから吐出されたエッチング液が基板Ｗの上面に供給される処理位置（図４に示す位置）と、エッチング液ノズル４４ａが平面視でスピンチャック４３ａのまわりに位置する待機位置と、の間でエッチング液ノズル４４ａを水平に移動させる。
【0116】
エッチング処理ユニット２ｅは、スピンチャック４３ａに保持されている基板Ｗまたはスピンチャック４３ａから飛散した液体を受け止める筒状の処理カップ４６を含む。処理カップ４６は、基板Ｗまたはスピンチャック４３ａから外方に飛散した液体を受け止める複数のガード４７と、複数のガード４７によって下方に案内された液体を受け止める複数のカップ４８とを含む。図２は、２つのガード４７と２つのカップ４８とが設けられており、１つのカップ４８が１つのガード４７と一体である例を示している。
【0117】
エッチング処理ユニット２ｅは、複数のガード４７を個別に昇降させるガード昇降ユニット４９を含む。ガード昇降ユニット４９は、上位置から下位置までの任意の位置にガード４７を位置させる。上位置は、スピンチャック４３ａに保持されている基板Ｗが配置される保持位置よりもガード４７の上端が上方に配置される位置である。下位置は、ガード４７の上端が保持位置よりも下方に配置される位置である。ガード４７の上端は、平面視で基板Ｗおよびスピンベース４３ｃを取り囲んでいる。
【0118】
スピンチャック４３ａが基板Ｗを回転させている状態で、処理液が基板Ｗに供給されると、基板Ｗに供給された処理液が基板Ｗから振り切られる。処理液が基板Ｗに供給されるとき、少なくとも１つのガード４７の上端が、基板Ｗよりも上方に配置される。したがって、基板Ｗから排出された薬液やリンス液などの処理液は、いずれかのガード４７に受け止められ、このガード４７に対応するカップ４８に案内される。
【0119】
エッチング処理ユニット２ｅで行われる基板Ｗの処理の一例は以下のとおりである。
【0120】
具体的には、センターロボットＣＲ（図２参照）は、エッチング処理ユニット２ｅの出入口が開かれた状態で、ハンドＨｃで基板Ｗを水平に支持しながら、ハンドＨｃをスピンチャック４３ａの上方に移動させる。センターロボットＣＲは、スピンチャック４３ａの上に基板Ｗを置いた後、出入口を通じてハンドＨｃをエッチング処理ユニット２ｅの外に移動させる。その後、出入口がシャッター４２によって閉じられる。基板Ｗがスピンチャック４３ａに置かれると、スピンチャック４３ａは、複数のチャックピン４３ｂによって基板Ｗを保持し、電動モータ４３ｄによって基板Ｗを回転させる。ガード昇降ユニット４９は、少なくとも１つのガード４７を下位置から上位置に上昇させる。
【0121】
基板Ｗがスピンチャック４３ａに保持された後は、エッチング液を基板Ｗに供給するエッチング工程を行う。具体的には、スピンチャック４３ａが基板Ｗを回転させている状態で、エッチング液バルブ４４ｃを開き、エッチング液ノズル４４ａにエッチング液の吐出を開始させる。これにより、エッチング液が基板Ｗの上面の全域に供給される。基板Ｗの上面の全域がエッチング液の液膜で覆われた後は、基板Ｗへの新たなエッチング液の供給を停止し、基板Ｗを静止または低速（例えば３０ｒｐｍ以下）で回転させながら、基板Ｗの上面の全域がエッチング液の液膜で覆われている状態を維持するパドル工程を行ってもよい。
【0122】
エッチング液が前述のエッチング終了時間以上基板Ｗに供給されると、エッチング液バルブ４４ｃを閉じる。その後、リンス液を基板Ｗに供給するリンス工程を行う。具体的には、スピンチャック４３ａが基板Ｗを回転させており、基板Ｗの上面の全域がエッチング液の液膜で覆われている状態で、リンス液バルブ４５ｃを開き、リンス液ノズル４５ａにリンス液の吐出を開始させる。これにより、リンス液が基板Ｗの上面の全域に供給され、基板Ｗ上のエッチング液が洗い流れる。
【0123】
リンス液の供給が開始されてから所定時間が経過すると、リンス液バルブ４５ｃを閉じる。その後、基板Ｗの高速回転により基板Ｗを乾燥させる乾燥工程を行う。具体的には、リンス液ノズル４５ａからのリンス液の吐出が停止された状態で、電動モータ４３ｄが基板Ｗを回転方向に加速させ、エッチング工程からリンス工程までの基板Ｗの回転速度よりも大きい高回転速度（たとえば数千ｒｐｍ）で基板Ｗを回転させる。これにより、液体が基板Ｗから除去され、基板Ｗが乾燥する。基板Ｗの高速回転が開始されてから所定時間が経過すると、電動モータ４３ｄが回転を停止する。
【0124】
基板Ｗの回転が停止された後は、全てのガード４７が下位置に配置される。この状態で、出入口が開かれ、センターロボットＣＲがハンドＨｃをエッチング処理ユニット２ｅ内に進入させる。センターロボットＣＲは、ハンドＨｃを移動させることにより、スピンチャック４３ａ上の基板ＷをハンドＨｃで支持する。その後、センターロボットＣＲは、出入口を通じてハンドＨｃをエッチング処理ユニット２ｅの外に移動させる。これにより、基板Ｗがエッチング処理ユニット２ｅから搬出される。
【0125】
図４に示す例では、エッチング液およびリンス液は、いずれも純水である。この場合、リンス工程を行わずに、乾燥工程を行ってもよいし、エッチング液としての純水をリンス液としての純水で洗い流した後に乾燥工程を行ってもよい。前者の場合、基板Ｗの上にエッチング液がある状態で、電動モータ４３ｄが基板Ｗを高回転速度で回転させればよい。以下では、エッチング工程を行った後、リンス工程を行わずに、乾燥工程を行う例について説明する。
【0126】
次に、基板処理装置１の電気的構成について説明する。
【0127】
図５は、基板処理装置１の電気的構成を示すブロック図である。制御装置３は、コンピュータ本体３ａと、コンピュータ本体３ａに接続された周辺装置３ｄとを含む、コンピュータである。コンピュータ本体３ａは、各種の命令を実行するＣＰＵ３ｂ（central processing unit：中央処理装置）と、情報を記憶するメモリー３ｃとを含む。周辺装置３ｄは、プログラムＰ等の情報を記憶するストレージ３ｅと、リムーバブルメディアＲＭから情報を読み取るリーダー３ｆと、ホストコンピュータ等の他の装置と通信する通信装置３ｇとを含む。
【0128】
制御装置３は、入力装置および表示装置に接続されている。入力装置は、ユーザーやメンテナンス担当者などの操作者が基板処理装置１に情報を入力するときに操作される。情報は、表示装置の画面に表示される。入力装置は、キーボード、ポインティングデバイス、およびタッチパネルのいずれかであってもよいし、これら以外の装置であってもよい。入力装置および表示装置を兼ねるタッチパネルディスプレイが基板処理装置１に設けられていてもよい。
【0129】
ＣＰＵ３ｂは、ストレージ３ｅに記憶されたプログラムＰを実行する。ストレージ３ｅ内のプログラムＰは、制御装置３に予めインストールされたものであってもよいし、リーダー３ｆを通じてリムーバブルメディアＲＭからストレージ３ｅに送られたものであってもよいし、ホストコンピュータなどの外部装置から通信装置３ｇを通じてストレージ３ｅに送られたものであってもよい。
【0130】
ストレージ３ｅおよびリムーバブルメディアＲＭは、電力が供給されていなくても記憶を保持する不揮発性メモリーである。ストレージ３ｅは、たとえば、ハードディスクドライブ等の磁気記憶装置である。リムーバブルメディアＲＭは、たとえば、コンパクトディスクなどの光ディスクまたはメモリーカードなどの半導体メモリーである。リムーバブルメディアＲＭは、プログラムＰが記録されたコンピュータ読取可能な記録媒体の一例である。リムーバブルメディアＲＭは、一時的ではない有形の記録媒体（non-transitory tangible media）である。
【0131】
ストレージ３ｅは、複数のレシピを記憶している。レシピは、基板Ｗの処理内容、処理条件、および処理手順を規定する情報である。複数のレシピは、基板Ｗの処理内容、処理条件、および処理手順の少なくとも一つにおいて互いに異なる。制御装置３は、ホストコンピュータによって指定されたレシピにしたがって基板Ｗが処理されるように基板処理装置１を制御する。制御装置３は、後述する各工程を実行するようにプログラムされている。
【0132】
次に、基板処理装置１で行われる基板Ｗの処理の一例について説明する。
【0133】
図６は、高温サイクルおよび低温サイクルの回数と高温サイクルおよび低温サイクルの順番の例を示す表である。図６では、高温サイクルを「Ｈ」で表しており、低温サイクルを「Ｌ」で表している。以下で説明する基板Ｗの処理の一例では、１枚の基板Ｗに対して、高温サイクルをＮ回行い、低温サイクルをＭ回行う（ＮおよびＭはいずれも２以上の整数）。Ｎは、Ｍと等しくてもよいし、Ｍよりも大きいまたは小さくてもよい。
【0134】
高温サイクルは、高温酸化工程およびエッチング工程を含む。高温酸化工程は、オゾンガスを基板Ｗに供給しながら、光の照射によって高温度で基板Ｗを加熱する酸化工程である。低温サイクルは、低温酸化工程およびエッチング工程を含む。低温酸化工程は、オゾンガスを基板Ｗに供給しながら、光の照射によって高温酸化工程での基板Ｗの温度（高温度）よりも低い低温度で基板Ｗを加熱する酸化工程である。
【0135】
高温酸化工程および低温酸化工程は、第１酸化工程および第２酸化工程の一例である。高温酸化工程および低温酸化工程のいずれが第１酸化工程であってもよい。第１酸化工程の後に行われるエッチング工程は第１エッチング工程であり、第２酸化工程の後に行われるエッチング工程は第２エッチング工程である。高温サイクルおよび低温サイクルの一方は、第１サイクルであり、高温サイクルおよび低温サイクルの他方は、第２サイクルである。
【0136】
高温サイクルの回数を表すＮと、低温サイクルの回数を表すＭと、高温サイクルおよび低温サイクルの順番とは、レシピに指定されている。ＮおよびＭは、最初のサイクルが行われる前のモリブデン膜１００（図１Ａ参照）の厚みと、全てのサイクルが行われた後のモリブデン膜１００の厚みと、の差を表す総除去量に応じて設定される。１回の高温サイクルを行ったときのモリブデン膜１００の厚みの減少量をＴｎと、１回の低温サイクルを行ったときのモリブデン膜１００の厚みの減少量をＴｍと、それぞれ定義すると、総除去量は、総除去量＝Ｔｎ×Ｎ＋Ｔｍ×Ｍで表される。
【0137】
総除去量が同じであれば、高温サイクルおよび低温サイクルの回数と高温サイクルおよび低温サイクルの順番とをどのように設定してもよい。図６中のケース１～５は、高温サイクルおよび低温サイクルの回数と高温サイクルおよび低温サイクルの順番との具体例を示している。
【0138】
図６中のケース１～３は、高温サイクルおよび低温サイクルの回数が同じで、高温サイクルおよび低温サイクルの順番が異なる例を示している。ケース１に示すように、先に高温サイクルをＮ回行い、その後に低温サイクルをＭ回行ってもよい。これとは反対に、ケース２に示すように、先に低温サイクルをＭ回行い、その後に高温サイクルをＮ回行ってもよい。ケース３に示すように、高温サイクルおよび低温サイクルを交互に１回ずつ行ってもよい。ケース３でＮがＭよりも大きい場合、高温サイクルおよび低温サイクルを交互に行う前および後の少なくとも一方で高温サイクルを行えばよい。ケース３でＭがＮよりも大きい場合も同様である。
【0139】
図６のケース４に示すように、高温サイクルを３回以上行う場合、２つの高温サイクルの間に行われる低温サイクルの回数は、毎回異なっていてもよい。ケース４は、１回目と２回目の高温サイクルの間に低温サイクルを１回行い、２回目と３回目の高温サイクルの間に低温サイクルを２回行い、３回目と４回目の高温サイクルの間に低温サイクルを３回行う例を示している。ケース４において、高温サイクルと低温サイクルとを入れ替えてもよい。
【0140】
図６のケース５に示すように、高温サイクルを４回以上行う場合、２つの高温サイクルの間に行われる低温サイクルの回数は、高温サイクルの間隔の総数未満の複数の間隔において毎回異なっていてもよい。ケース５では、高温サイクルの間隔の総数が３である。ケース５は、１回目と２回目の高温サイクルの間に低温サイクルを１回行い、２回目と３回目の高温サイクルの間に低温サイクルを２回行い、３回目と４回目の高温サイクルの間に低温サイクルを１回行う例を示している。最初と２つの目の間隔、または２つ目と３つ目の間隔において、低温サイクルの回数が毎回異なっている。ケース５において、高温サイクルと低温サイクルとを入れ替えてもよい。
【0141】
高温サイクルと次の高温サイクルとの間に行われる低温サイクルの回数は、図６のケース３に示すように、毎回同じあってもよいし、図６のケース４およびケース５に示すように、規則的にまたは不規則に変化してもよい。高温サイクルと低温サイクルとを入れ替えた場合も同様である。複数枚の基板Ｗを処理する場合、高温サイクルおよび低温サイクルの回数が同じであれば、ある基板Ｗの処理では、２つの高温サイクルの間に行われる低温サイクルの回数が毎回同じであり、別の基板Ｗの処理では、２つの高温サイクルの間に行われる低温サイクルの回数が規則的にまたは不規則に変化してもよい。
【0142】
図７Ａおよび図７Ｂは、高温酸化工程または低温酸化工程が行われた後の基板Ｗの断面の一例を示す概略断面図である。図７Ａは、高温酸化工程が行われた後の基板Ｗの断面の一例を示しており、図７Ｂは、低温酸化工程が行われた後の基板Ｗの断面の一例を示している。図８は、高温酸化工程および低温酸化工程が行われているときの光の強度の経時変化を示すグラフである。図９は、高温酸化工程および低温酸化工程が行われているときの基板Ｗの温度の経時変化を示すグラフである。
【0143】
前述のように、高温酸化工程は、オゾンガスを基板Ｗに供給しながら、光の照射によって高温度で基板Ｗを加熱する酸化工程である。低温酸化工程は、オゾンガスを基板Ｗに供給しながら、光の照射によって低温度で基板Ｗを加熱する酸化工程である。図９に示すように、低温度は、高温度よりも低い。低温度および高温度は、前述の最低温度から最高温度までの範囲内の温度である。
【0144】
高温酸化工程を行うとき、強度制御回路２９（図３参照）は、高温度に対応する高強度の光を加熱ランプ２８の一例であるＬＥＤランプに放出させる。図９に示すように、高強度の光は、基板Ｗに照射され、基板Ｗの温度を高温度まで上昇させる。これにより、オゾンガスを基板Ｗに供給しながら、基板Ｗの温度を高温度に維持できる。
【0145】
その一方で、低温酸化工程を行うとき、強度制御回路２９は、低温度に対応する低強度の光を加熱ランプ２８の一例であるＬＥＤランプに放出させる。図９に示すように、低強度の光は、基板Ｗに照射され、基板Ｗの温度を低温度まで上昇させる。これにより、オゾンガスを基板Ｗに供給しながら、基板Ｗの温度を低温度に維持できる。
【0146】
基板Ｗの温度は、基板Ｗに照射される光の強度に依存する。図８に示すように、前述の高強度の光は、前述の低強度の光よりも放射照度が高い光である。前述の高強度の光は、例えば、波長が３００～１０００ｎｍの範囲内であり、放射照度が１０Ｗ／ｃｍ２以上であり、５０℃／秒以上の速度で基板Ｗを加熱する光である。図７Ａおよび図７Ｂを比較すると分かるように、高温酸化工程では、低温酸化工程よりも厚いモリブデン酸化膜１０５が形成される。そのため、１回の高温サイクルを行ったときのモリブデン膜１００の厚みの減少量は、１回の低温サイクルを行ったときのモリブデン膜１００の厚みの減少量よりも大きい。
【0147】
【0148】
基板処理装置１で基板Ｗを処理するときは、酸化処理ユニット２ｏに基板Ｗを搬入する（図１０のステップＳ１）。レシピで高温サイクルを行うように指定されている場合（図１０のステップＳ２でＹｅｓ）、酸化処理ユニット２ｏで高温酸化工程を行う（図１０のステップＳ３）。レシピで低温サイクルを行うように指定されている場合（図１０のステップＳ２でＮｏ）、酸化処理ユニット２ｏで低温酸化工程を行う（図１０のステップＳ４）。
【0149】
高温酸化工程または低温酸化工程を行った後は、酸化処理ユニット２ｏから基板Ｗを搬出し、搬出した基板Ｗをエッチング処理ユニット２ｅに搬入する（図１０のステップＳ５）。その後、エッチング処理ユニット２ｅでエッチング工程および乾燥工程を行う（図１０のステップＳ６）。これにより、高温酸化工程または低温酸化工程で形成されたモリブデン酸化膜１０５（図１Ｂ参照）が除去される。
【0150】
エッチング工程および乾燥工程を行った後は、高温サイクルおよび低温サイクルを行った回数が、レシピで指定されている回数に一致するか否かを確認する（図１０のステップＳ７）。一致しない場合（図１０のステップＳ７でＮｏ）、エッチング処理ユニット２ｅから基板Ｗを搬出し、搬出した基板Ｗを前回と同じまたは異なる酸化処理ユニット２ｏに搬入する（図１０のステップＳ１）。
【0151】
基板Ｗを酸化処理ユニット２ｏに搬入した後は、レシピの指定にしたがって高温酸化工程または低温酸化工程を行い（図１０のステップＳ３またはステップＳ４）、酸化処理ユニット２ｏから搬出した基板Ｗを前回と同じまたは異なるエッチング処理ユニット２ｅに搬入する（図１０のステップＳ５）。その後、エッチング処理ユニット２ｅでエッチング工程および乾燥工程を行う（図１０のステップＳ６）。
【0152】
このように、ステップＳ１からステップＳ６までの工程を繰り返し、高温サイクルおよび低温サイクルをレシピに指定されている順番でかつレシピで指定されている回数行う。高温サイクルおよび低温サイクルを行った回数が、レシピで指定されている回数に一致すると（図１０のステップＳ７でＹｅｓ）、エッチング処理ユニット２ｅから基板Ｗを搬出し、搬出した基板ＷをロードポートＬＰ上のキャリアＣＡに搬入する（図１０のステップＳ８）。
【0153】
以上のように本実施形態では、光を基板Ｗに照射することにより基板Ｗを加熱する。さらに、基板Ｗに光を照射しながら酸素ガスまたはオゾンガスを基板Ｗに供給する。これにより、酸素ガスまたはオゾンガスに含まれる酸素原子がモリブデンと結合し、モリブデン膜１００の表層１０２が三酸化モリブデンに変化する。その後、エッチング液を基板Ｗに供給する。三酸化モリブデンは、エッチング液に溶解する。したがって、三酸化モリブデンに変化したモリブデン膜１００の表層１０２がエッチングされ、三酸化モリブデンに変化していないモリブデン膜１００の表層１０２以外の部分が基板Ｗに残る。
【0154】
三酸化モリブデンへの変化により形成されるモリブデン酸化膜１０５の厚さは、酸素ガスまたはオゾンガスを供給しているときの基板Ｗの温度に依存する。例えば、基板Ｗの温度を上昇させると、モリブデン酸化膜１０５の厚さが増加し、モリブデン膜１００の厚さが減少する。モリブデン膜１００の表層１０２を複数回酸化させる場合、基板Ｗを毎回高温で加熱すると、モリブデン膜１００が薄くなる速度が増加するものの、モリブデン膜１００の厚さを緻密に制御し難い。その一方で、基板Ｗを毎回低温で加熱すると、モリブデン膜１００の厚さを緻密に制御し易いものの、モリブデン膜１００が薄くなる速度が減少する。
【0155】
本実施形態では、モリブデン膜１００の表層１０２を酸化させるときに、基板Ｗに照射される光の強度を変更することにより、基板Ｗの温度を変化させる。したがって、基板Ｗを毎回高温で加熱する場合に比べて、モリブデン膜１００の厚さを緻密に制御することができる。加えて、基板Ｗを毎回低温で加熱する場合に比べて、モリブデン膜１００が薄くなる速度を増加させることができる。これにより、モリブデン膜１００の寸法精度を維持しながら、モリブデン膜１００をより短い時間で薄くすることができる。
【0156】
本実施形態では、加熱ランプ２８の一例であるＬＥＤランプから放出された光を基板Ｗに照射することにより基板Ｗを加熱する。したがって、ホットプレートで基板Ｗを加熱する場合に比べて、つまり、熱伝導によりジュール熱を基板Ｗに移動させる場合に比べて、基板Ｗの温度を急速に上昇させることができる。さらに、ホットプレートやハロゲンランプなどの他の熱源で基板Ｗを加熱する場合に比べて消費電力を削減することができる。加えて、ＬＥＤランプは寿命が長いので、ハロゲンランプなどの他の加熱ランプで基板Ｗを加熱する場合に比べて部品の交換頻度を減らすことができる。
【0157】
本実施形態では、３００～１０００ｎｍの範囲内の波長の光をＬＥＤランプに放出させる。シリコンウエハの温度が５００℃以下であり、光の波長が前記の範囲を超える場合、シリコンウエハによる光の吸収率が低く、そのため、高強度の光を基板Ｗに照射しないと、基板Ｗの温度を急速に上昇させることができない。光の強度を高めると、消費電力が増加したり、より大きな加熱ランプを使う必要が生じたりする。前記の範囲内の波長の光を基板Ｗに照射すれば、光の吸収率を高めることができ、基板Ｗを効率的に加熱することができる。
【0158】
本実施形態では、第１強度の光を放出する第１加熱ランプとは異なる第２加熱ランプに第２強度の光を放出させるのではなく、１つの加熱ランプ２８に第１強度の光を放出させ、その前または後に、第２強度の光を放出させる。つまり、加熱ランプ２８から放出される光の強度を切り替えることにより、第１強度の光と第２強度の光とを加熱ランプ２８に放出させる。したがって、互いに異なる第１加熱ランプおよび第２加熱ランプを設ける場合に比べて加熱ランプ２８の数を減らすことができる。
【0159】
本実施形態では、酸素ガスまたはオゾンガスを基板Ｗに供給しながら、基板Ｗを加熱した後、エッチング液を基板Ｗに供給する。その後、再び、酸素ガスまたはオゾンガスを基板Ｗに供給しながら、基板Ｗを加熱した後、エッチング液を基板Ｗに供給する。つまり、モリブデン膜１００の酸化とモリブデン酸化膜１０５のエッチングとを交互に複数回繰り返す。これにより、モリブデン膜１００の厚さを段階的に減少させることができ、モリブデン膜１００の厚さを段階的に調整できる。
【0160】
本実施形態では、酸素ガスまたはオゾンガスを基板Ｗに供給しながら、第１強度の光の照射によって第１温度で基板Ｗを加熱し、その後、エッチング液を基板Ｗに供給する第１サイクルを、３回以上行う。さらに、酸素ガスまたはオゾンガスを基板Ｗに供給しながら、第２強度の光の照射によって第２温度で基板Ｗを加熱し、その後、エッチング液を基板Ｗに供給する第２サイクルを、１回以上行う。高温サイクルおよび低温サイクルの一方は、第１サイクルであり、高温サイクルおよび低温サイクルの他方は、第２サイクルである。
【0161】
２つの第１サイクルの間に行われる第２サイクルの回数は、第１サイクルの間隔の総数以下の複数の間隔において毎回異なる。例えば、第１サイクルを３回行う場合、１回目と２回目の第１サイクルの間に第２サイクルを１回行い、２回目と３回目の第１サイクルの間に第２サイクルを２回行う。第１サイクルを４回行う場合、１回目と２回目の第１サイクルの間に第２サイクルを１回行い、２回目と３回目の第１サイクルの間に第２サイクルを２回行う。３回目と４回目の第１サイクルの間に行われる第２サイクルの回数は、１または２であってもよいし、零または３以上の値であってもよい。
【0162】
複数枚の基板Ｗに対して個別に第１サイクルを行う場合、第１サイクルを行う時期が重なると、処理ガスや処理液などの処理流体の使用量や電力の使用量が局所的に増加することがある。２つの第１サイクルの間に行われる第２サイクルの回数を変化させることにより、このような局所的な増加を小さくすることができ、処理流体や電力の時間当たりの使用量を平準化することができる。
【0163】
本実施形態では、酸素ガスではなく、オゾンガスを基板Ｗに供給しながら基板Ｗを加熱する。したがって、酸素ガスを基板Ｗに供給しながら基板Ｗを加熱する場合に比べて、効率的にモリブデン膜１００の表層１０２を三酸化モリブデンに変化させることができる。これにより、モリブデン膜１００の表層１０２を三酸化モリブデンに変化させる時間を短縮でき、基板処理装置１のスループット（単位時間あたりの基板Ｗの処理枚数）を増加させることができる。
【0164】
本実施形態では、基板Ｗをエッチングするために、水を主成分とする水含有液を基板Ｗに供給する。三酸化モリブデンが水に溶解する一方で、モリブデンは、水に溶解しないまたは殆ど溶解しない。したがって、薬液を使わずに、三酸化モリブデンに変化したモリブデン膜１００の表層１０２を基板Ｗから除去できる。これにより、エッチング液が薬液である場合に比べて、排液の処理を簡素化でき、環境への負荷を軽減できる。
【0165】
本実施形態では、１つの基板処理装置１内でモリブデン膜１００を酸化させエッチングする。言い換えると、基板ＷがロードポートＬＰを通じて基板処理装置１に搬入された後、モリブデン膜１００の酸化とモリブデン酸化膜１０５のエッチングとが終了するまで、基板ＷはロードポートＬＰを通じて基板処理装置１から搬出されない。したがって、モリブデン膜１００の酸化とモリブデン酸化膜１０５のエッチングとを別々の基板処理装置内で行う場合に比べて、基板Ｗの搬送に要する時間を短縮できる。
【0166】
他の実施形態
酸化工程は、基板Ｗの設定温度が異なる３つ以上の酸化工程を含んでいてもよい。例えば、酸化工程は、高温酸化工程と低温酸化工程とに加え、酸素ガスまたはオゾンガスを基板Ｗに供給しながら、高強度よりも弱くかつ低強度よりも強い中間強度の光の照射によって、高温度よりも低くかつ低温度よりも高い中間温度で基板Ｗを加熱する中間温度酸化工程を含んでいてもよい。
酸化工程は、基板Ｗの設定温度が異なる３つ以上の酸化工程を含んでいてもよい。例えば、酸化工程は、高温酸化工程と低温酸化工程とに加え、酸素ガスまたはオゾンガスを基板Ｗに供給しながら、高強度よりも弱くかつ低強度よりも強い中間強度の光の照射によって、高温度よりも低くかつ低温度よりも高い中間温度で基板Ｗを加熱する中間温度酸化工程を含んでいてもよい。
【0167】
加熱ランプ２８から放出される光の強度を高強度と低強度との間で変更することにより、高温酸化工程と低温酸化工程とを行うのではなく、高強度の光を基板Ｗに照射する高強度用加熱ランプと低強度の光を基板Ｗに照射する低強度用加熱ランプとを設けてもよい。この場合、高強度用加熱ランプおよび低強度用加熱ランプを同じ酸化処理ユニット２ｏ内に配置してもよいし、別々の酸化処理ユニット２ｏ内に配置してもよい。
【0168】
基板Ｗの高速回転により基板Ｗを乾燥させるスピンドライを行う代わりに、ＩＰＡなどの水よりも揮発性が高い有機溶剤の蒸気を基板Ｗに供給することにより基板Ｗに付着している液体を有機溶剤の液体に置換してもよい。これに加えてまたは代えて、乾燥すべき基板Ｗが配置された空間内の気圧を減少させることにより、基板Ｗに付着している液体の蒸発を促進してもよい。
【0169】
モリブデン膜１００の厚みを減少させる量が小さいのであれば、１枚の基板Ｗに対して行われる高温サイクルおよび低温サイクルの回数は、１回ずつであってもよい。
【0170】
複数枚の基板Ｗを一枚ずつ酸化させるのではなく、複数枚の基板Ｗを一括して酸化させてもよい。つまり、酸素ガスまたはオゾンガスを複数枚の基板Ｗに同時に供給しながら、光の照射によって当該複数枚の基板Ｗを同時に加熱してもよい。複数枚の基板Ｗを一括して酸化させる場合、複数枚の基板Ｗを一枚ずつエッチングしてもよいし、複数枚の基板Ｗを一括してエッチングしてもよい。複数枚の基板Ｗを一括してエッチングする場合、複数枚の基板Ｗを一枚ずつ酸化させてもよい。
【0171】
高温サイクルおよび低温サイクルの全てを基板処理装置１で行うのではなく、高温サイクルおよび低温サイクルに含まれる一部の工程を別の基板処理装置で行ってもよい。例えば、高温酸化工程および低温酸化工程を基板処理装置１で行い、エッチング工程を別の基板処理装置で行ってもよい。もしくは、高温酸化工程およびエッチング工程を含む高温サイクルを基板処理装置１で行い、低温酸化工程およびエッチング工程を含む低温サイクルを別の基板処理装置で行ってもよい。
【0172】
基板処理装置１は、円板状の基板Ｗを処理する装置に限らず、多角形の基板Ｗを処理する装置であってもよい。
【0173】
前述の全ての構成の２つ以上を組み合わせてもよい。前述の全ての工程の２つ以上を組み合わせてもよい。
【0174】
酸化処理ユニット２ｏは、第１および第２酸化手段の一例である。ガス供給口３１ａは、第１および第２ガス供給口の一例である。加熱ランプ２８は、第１および第２加熱ランプの一例である。エッチング処理ユニット２ｅは、第１および第２エッチング手段の一例である。エッチング液ノズル４４ａは、第１および第２エッチング液ノズルの一例である。
【0175】
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】
【0176】
１ ：基板処理装置
２ｅ ：エッチング処理ユニット（第１および第２エッチング手段）
２ｏ ：酸化処理ユニット（第１および第２酸化手段）
４ ：搬送システム
２８ ：加熱ランプ（第１および第２加熱ランプ）
３１ａ ：ガス供給口（第１および第２ガス供給口）
４４ａ ：エッチング液ノズル（第１および第２エッチング液ノズル）
１００ ：モリブデン膜
１０２ ：モリブデン膜の表層
１０５ ：モリブデン酸化膜
１０７ ：シリコンウエハ
Ｗ ：基板
２ｅ ：エッチング処理ユニット（第１および第２エッチング手段）
２ｏ ：酸化処理ユニット（第１および第２酸化手段）
４ ：搬送システム
２８ ：加熱ランプ（第１および第２加熱ランプ）
３１ａ ：ガス供給口（第１および第２ガス供給口）
４４ａ ：エッチング液ノズル（第１および第２エッチング液ノズル）
１００ ：モリブデン膜
１０２ ：モリブデン膜の表層
１０５ ：モリブデン酸化膜
１０７ ：シリコンウエハ
Ｗ ：基板
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A-B】
【図8】
【図9】
【図10】