特許 7398969 基板処理方法、基板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】

(24)【登録日】2023-12-07

(45)【発行日】2023-12-15

(54)【発明の名称】基板処理方法、基板処理装置および記憶媒体

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/306 20060101AFI20231208BHJP

   C23F 1/16 20060101ALI20231208BHJP

【ＦＩ】

H01L21/306 F

C23F1/16

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2020007203

(22)【出願日】2020-01-21

(65)【公開番号】P2020145412

(43)【公開日】2020-09-10

【審査請求日】2022-11-30

(31)【優先権主張番号】P 2019037982

(32)【優先日】2019-03-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(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】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】本田 拓巳

(72)【発明者】

【氏名】香川 興司

【審査官】長谷川 直也

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－０５７３０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１５３８８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１６９１５５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－０２７２７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０２９４１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－００６７１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２２５５０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２００１１２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００３－３３８５０６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６

Ｃ２３Ｆ １／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

タングステン膜、モリブデン膜、オスミウム膜、イリジウム膜、ルテニウム膜、ロジウム膜およびニッケル膜のいずれか一つである第１膜と窒化チタン膜および窒化タンタル膜のいずれか一つである第２膜とを有する基板を第１エッチングレートでエッチングする第１エッチング工程と、
エッチングレートを前記第１エッチングレートから前記第１エッチングレートよりも低い第２エッチングレートに変更する変更工程と、
前記基板を前記第２エッチングレートでエッチングする第２エッチング工程と
を含み、
前記第１エッチング工程および前記第２エッチング工程は、リン酸、酢酸、硝酸および水を含有する薬液を前記基板に供給することによって前記基板をエッチングし、
前記変更工程は、
前記薬液における前記水の配合比を低下させることにより、前記第１膜の前記エッチングレートを前記第１エッチングレートから前記第２エッチングレートに低下させる、基板処理方法。

【請求項2】

前記基板は、互いに間隔をあけて多層に形成された第３膜を有し、
前記第２膜は、前記第３膜を覆うように各層の前記第３膜の周囲に形成され、
前記第１膜は、積層方向に隣り合う前記第３膜同士の隙間を埋めるように前記第２膜および前記第３膜を覆い、
前記第１エッチング工程は、前記第１膜をエッチングし、
前記第２エッチング工程は、積層方向に隣り合う前記第３膜同士の隙間を埋める前記第１膜と、前記第３膜の周囲に形成された前記第２膜とを同時にエッチングする、請求項１に記載の基板処理方法。

【請求項3】

前記第１エッチング工程および前記第２エッチング工程は、処理槽に貯留された前記薬液に前記基板を浸漬させることによって前記基板をエッチングし、
前記変更工程は、
前記処理槽から前記薬液の一部を排出し、該薬液よりも前記水の配合比が少ない前記薬液の新液を前記処理槽に供給することにより、前記エッチングレートを前記第１エッチングレートから前記第２エッチングレートに低下させる、請求項１または２に記載の基板処理方法。

【請求項4】

前記第１エッチング工程は、
前記エッチングレートが前記第１エッチングレートである第１薬液を貯留する第１処理槽に前記基板を浸漬させ、
前記第２エッチング工程は、
前記エッチングレートが前記第２エッチングレートである第２薬液を貯留する第２処理槽に前記基板を浸漬させ、
前記変更工程は、
前記基板を前記第１処理槽から前記第２処理槽へ移動させることにより、前記エッチングレートを前記第１エッチングレートから前記第２エッチングレートに低下させる、請求項１または２に記載の基板処理方法。

【請求項5】

第１膜と前記第１膜に覆われた第２膜とを有する基板の前記第１膜をエッチングする工程であって、前記第２膜に対する前記第１膜の選択比が１よりも大きくなる配合比にて複数の成分が配合された薬液を前記基板に供給することによって前記第１膜をエッチングする第１エッチング工程と、
前記配合比を変更することによって前記選択比を１に近付ける変更工程と、
前記変更工程後の前記薬液を前記基板に供給することによって、前記第１膜と前記第１膜から露出した前記第２膜とを同時にエッチングする第２エッチング工程と
を含む、基板処理方法。

【請求項6】

前記変更工程は、前記選択比が１となるように前記配合比を変更する、請求項５に記載の基板処理方法。

【請求項7】

前記基板は、互いに間隔をあけて多層に形成された第３膜を有し、
前記第２膜は、前記第３膜を覆うように各層の前記第３膜の周囲に形成され、
前記第１膜は、積層方向に隣り合う前記第３膜同士の隙間を埋めるように前記第２膜および前記第３膜を覆い、
前記第２エッチング工程は、積層方向に隣り合う前記第３膜同士の隙間を埋める前記第１膜と、前記第３膜の周囲に形成された前記第２膜とを同時にエッチングする、請求項５または６に記載の基板処理方法。

【請求項8】

前記変更工程は、
前記第１膜から前記第２膜が露出する前に前記配合比を変更する、請求項５～７のいずれか一つに記載の基板処理方法。

【請求項9】

タングステン膜、モリブデン膜、オスミウム膜、イリジウム膜、ルテニウム膜、ロジウム膜およびニッケル膜のいずれか一つである第１膜と窒化チタン膜および窒化タンタル膜のいずれか一つである第２膜とを有する基板に薬液を供給する供給部と、
前記供給部による前記薬液の供給条件を変更する変更部と、
前記薬液を用いて前記基板を第１エッチングレートでエッチングする第１エッチング処理と、前記変更部を制御することにより、エッチングレートを前記第１エッチングレートから前記第１エッチングレートよりも低い第２エッチングレートに変更する変更処理と、前記薬液を用いて前記基板を前記第２エッチングレートでエッチングする第２エッチング処理とを実行する制御部と
を備え、
前記第１エッチング処理および前記第２エッチング処理は、リン酸、酢酸、硝酸および水を含有する薬液を前記基板に供給することによって前記基板をエッチングし、
前記変更処理は、
前記薬液における前記水の配合比を低下させることにより、前記第１膜の前記エッチングレートを前記第１エッチングレートから前記第２エッチングレートに低下させる、基板処理装置。

【請求項10】

前記薬液は、複数の成分を含有し、
前記変更部は、前記薬液における前記複数の成分の配合比を変更可能であり、
前記制御部は、
前記変更部を制御して、前記複数の成分の配合比を変更することにより、前記エッチングレートを前記第１エッチングレートから前記第２エッチングレートに低下させる、請求項９に記載の基板処理装置。

【請求項11】

前記薬液であって、前記エッチングレートが前記第１エッチングレートである第１薬液を貯留する第１処理槽と、
前記薬液であって、前記エッチングレートが前記第２エッチングレートである第２薬液を貯留する第２処理槽と
を備え、
前記供給部は、
前記第１薬液を前記第１処理槽に供給する第１薬液供給部と、
前記第２薬液を前記第２処理槽に供給する第２薬液供給部と
を備え、
前記変更部は、
前記基板を前記第１処理槽から前記第２処理槽へ移動させる移動機構である、請求項９に記載の基板処理装置。

【請求項12】

第１膜と前記第１膜に覆われた第２膜とを有する基板に薬液を供給する供給部と、
前記薬液に配合される複数の成分の配合比を変更する変更部と、
前記第１膜をエッチングする処理であって、前記第２膜に対する前記第１膜の選択比が１よりも大きくなる前記配合比にて前記複数の成分が配合された前記薬液を前記供給部から前記基板に供給することによって前記第１膜をエッチングする第１エッチング処理と、前記変更部を制御して前記配合比を変更することによって前記選択比を１に近付ける変更処理と、前記変更処理後の前記薬液を前記供給部から前記基板に供給することによって、前記第１膜と前記第１膜から露出した前記第２膜とを同時にエッチングする第２エッチング処理とを実行する制御部と
を備える、基板処理装置。

【請求項13】

コンピュータ上で動作し、基板処理装置を制御するプログラムが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、
前記プログラムは、実行時に、請求項１～８のいずれか一つに記載の基板処理方法が行われるように、コンピュータに前記基板処理装置を制御させる、記憶媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、基板処理方法、基板処理装置および記憶媒体に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体の製造工程の一つとして、半導体ウェハなどの基板に形成された膜をエッチングするエッチング工程が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第５４４８５２１号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、複数種類の膜を有する基板を効率良くエッチングすることができる技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様による基板処理方法は、第１エッチング工程と、変更工程と、第２エッチング工程とを含む。第１エッチング工程は、第１膜および第２膜を有する基板を第１エッチングレートでエッチングする。変更工程は、エッチングレートを第１エッチングレートから第２エッチングレートに変更する。第２エッチング工程は、基板を第２エッチングレートでエッチングする。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、複数種類の膜を有する基板を効率良くエッチングすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、第１実施形態に係る基板処理の説明図である。

【図2】図２は、第１実施形態に係る基板処理装置の構成を示す図である。

【図3】図３は、第１実施形態に係る基板処理装置が実行する処理の手順を示すフローチャートである。

【図4】図４は、第１実施形態に係る変更処理の説明図である。

【図5】図５は、第２実施形態に係る基板処理の説明図である。

【図6】図６は、第３実施形態に係る基板処理の説明図である。

【図7】図７は、第４実施形態に係る基板処理装置の構成を示す図である。

【図8】図８は、第４実施形態に係る第１処理槽の構成を示す図である。

【図9】図９は、第４実施形態に係る第２処理槽の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下に、本開示による基板処理方法、基板処理装置および記憶媒体を実施するための形態（以下、「実施形態」と記載する）について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示による基板処理方法、基板処理装置および記憶媒体が限定されるものではない。また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。また、以下の各実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。

【0009】

また、以下参照する各図面では、説明を分かりやすくするために、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする直交座標系を示す場合がある。

【0010】

（第１実施形態）
＜第１実施形態に係る基板処理について＞
まず、第１実施形態に係る基板処理の内容について図１を参照して説明する。図１は、第１実施形態に係る基板処理の説明図である。

【0011】

図１に示すように、第１実施形態に係る基板処理は、たとえば、ポリシリコン膜１００上に、タングステン膜１０１、窒化チタン膜１０２およびシリコン酸化膜１０３が形成されたウェハＷをエッチングする。具体的には、シリコン酸化膜１０３は、ポリシリコン膜１００上に互いに間隔をあけて多層に形成され、窒化チタン膜１０２は、シリコン酸化膜１０３を覆うように各シリコン酸化膜１０３の周囲に形成される。また、タングステン膜１０１は、窒化チタン膜１０２およびシリコン酸化膜１０３を覆うように形成される。したがって、エッチング処理前において、窒化チタン膜１０２およびシリコン酸化膜１０３は、タングステン膜１０１によって覆われた状態となっている。

【0012】

第１実施形態に係る基板処理は、タングステン膜１０１および窒化チタン膜１０２をエッチバックすることで、ウェハＷ上に凹部を形成する。第１実施形態に係る基板処理では、タングステン膜１０１および窒化チタン膜１０２をエッチングする薬液として、リン酸（Ｈ３ＰＯ４）、酢酸（ＣＨ３ＣＯＯＨ）、硝酸（ＨＮＯ３）および水（Ｈ２Ｏ）を成分として含有する薬液が用いられる。

【0013】

具体的には、第１実施形態に係る基板処理は、まず、タングステン膜１０１のみをエッチングして窒化チタン膜１０２を露出させる（第１エッチング処理）。その後、第１実施形態に係る基板処理は、タングステン膜１０１および窒化チタン膜１０２を同時にエッチングする（第２エッチング処理）。

【0014】

タングステン膜１０１および窒化チタン膜１０２を同時にエッチングする第２エッチング処理において、タングステン膜１０１と窒化チタン膜１０２との選択比は１：１であることが好ましい。しかしながら、選択比が１：１となる配合比にて上記複数の成分が配合された薬液を用いて一連の処理を行うと、第１エッチング処理においてタングステン膜１０１のエッチングに要する時間が長くなるおそれがあり、効率的ではない。

【0015】

そこで、第１実施形態に係る基板処理では、窒化チタン膜１０２に対するタングステン膜１０１の選択比が１よりも大きくなる配合比にて各成分が配合された薬液を用いて第１エッチング処理を行うこととした。これにより、第１エッチング処理におけるタングステン膜１０１のエッチングレートを、選択比が１：１である薬液を用いて第１エッチング処理を行った場合のタングステン膜１０１のエッチングレートよりも高くすることができる。したがって、第１エッチング処理においてタングステン膜１０１を短時間でエッチングすることができる。言い換えれば、第１エッチング処理の処理時間を短縮することができる。

【0016】

つづいて、第１実施形態に係る基板処理では、タングステン膜１０１のエッチングレートを変更する変更処理が行われる。具体的には、第１実施形態に係る基板処理では、薬液における各成分の配合比を変更することにより、タングステン膜１０１のエッチングレートを低下させて、タングステン膜１０１と窒化チタン膜１０２との選択比を１：１にする。

【0017】

ここで、本願発明者は、薬液の他の成分と比較して、薬液中の水の割合が多くなるほど、タングステン膜１０１および窒化チタン膜１０２のエッチングレート、特にタングステン膜１０１のエッチングレートが増加することを実験により見いだした。そこで、第１実施形態に係る基板処理では、第２エッチング処理における薬液の水分濃度が第１エッチング処理における薬液の水分濃度よりも低くなるように薬液の配合比を変更することで、タングステン膜１０１のエッチングレートを低下させることとした。この点の詳細については後述する。

【0018】

第１実施形態に係る基板処理は、第１エッチング処理が完了する前に、すなわち、タングステン膜１０１から窒化チタン膜１０２が露出する前に変更処理を完了させればよい。

【0019】

その後、第１実施形態に係る基板処理では、タングステン膜１０１および窒化チタン膜１０２を同時にエッチングする第２エッチング処理が行われる。タングステン膜１０１と窒化チタン膜１０２との選択比は、第２エッチング処理の開始前に変更処理によって１：１に変更される。このため、第１実施形態に係る基板処理は、第２エッチング処理において、タングステン膜１０１および窒化チタン膜１０２を同等のエッチングレートでエッチングすることができる。したがって、ウェハＷ上に凹部を精度良く形成することができる。

【0020】

このように、第１実施形態に係る基板処理では、第１エッチング処理において、タングステン膜１０１を第１エッチングレートでエッチングする。また、第１実施形態に係る基板処理では、タングステン膜１０１のエッチングレートを第１エッチングレートから第２エッチングレートに低下させることにより、タングステン膜１０１および窒化チタン膜１０２の選択比を１：１に変更する。そして、第１実施形態に係る基板処理では、タングステン膜１０１および窒化チタン膜１０２を１：１の選択比でエッチングする第２エッチング処理を行う。

【0021】

したがって、第１実施形態に係る基板処理によれば、複数種類の膜を有するウェハＷを効率良くエッチングすることができる。

【0022】

＜基板処理装置の構成＞
次に、上述した基板処理を実行する基板処理装置の構成について図２を参照して説明する。図２は、第１実施形態に係る基板処理装置の構成を示す図である。

【0023】

図２に示す基板処理装置１では、垂直姿勢にて保持された複数のウェハＷを薬液に浸漬させることにより、複数のウェハＷに対するエッチング処理を一括して行う。上述したように、エッチング処理には、リン酸、酢酸、硝酸および水を含有する薬液が用いられ、かかるエッチング処理により、タングステン膜１０１および窒化チタン膜１０２がエッチングされる。

【0024】

図２に示すように、第１実施形態に係る基板処理装置１は、処理槽１０と、基板保持部２０と、薬液供給部３０と、循環部４０と、個別供給部５０と、制御装置６０とを備える。

【0025】

（処理槽）
処理槽１０は、内槽１１と、外槽１２とを備える。内槽１１は、上方が開放された箱形の槽であり、内部に薬液を貯留する。複数のウェハＷにより形成されるロットは、内槽１１に浸漬される。外槽１２は、上方が開放され、内槽１１の上部周囲に配置される。外槽１２には、内槽１１からオーバーフローした薬液が流入する。

【0026】

（基板保持部２０）
基板保持部２０は、複数のウェハＷを垂直姿勢（縦向きの状態）で保持する。また、基板保持部２０は、複数のウェハＷを、水平方向（ここでは、Ｙ軸方向）に一定の間隔で並べられた状態で保持する。基板保持部２０は、図示しない昇降機構に接続されており、複数のウェハＷを処理槽１０の内部における処理位置と処理槽１０の上方における待機位置との間で移動させることができる。

【0027】

（薬液供給部３０）
薬液供給部３０は、薬液供給源３１と、薬液供給ライン３２と、第１バルブ３３とを備える。薬液供給源３１は、リン酸、酢酸、硝酸および水を成分として含有する薬液を供給する。具体的には、薬液供給源３１は、窒化チタン膜１０２に対するタングステン膜１０１の選択比が１よりも大きくなる配合比にて各成分が配合された薬液を供給する。言い換えれば、薬液供給源３１は、タングステン膜１０１を第１エッチングレート（＞第２エッチングレート）でエッチングする配合比にて各成分が配合された薬液を供給する。

【0028】

薬液供給ライン３２は、薬液供給源３１に接続され、薬液供給源３１からの薬液を処理槽１０の外槽１２に供給する。第１バルブ３３は、薬液供給ライン３２に設けられ、薬液供給ライン３２を開閉する。第１バルブ３３は、後述する制御部６１に電気的に接続されており、制御部６１によって開閉制御される。

【0029】

（循環部４０）
循環部４０は、内槽１１と外槽１２との間で薬液を循環させる。循環部４０は、循環ライン４１と、複数の薬液供給ノズル４２と、ポンプ４３と、ヒータ４４と、濃度計４５と、フィルタ４６とを備える。また、循環部４０は、排液ライン４７と、第２バルブ４８とを備える。

【0030】

循環ライン４１は、外槽１２と内槽１１とを接続する。循環ライン４１の一端は、外槽１２に接続され、循環ライン４１の他端は、内槽１１の内部に配置された複数の薬液供給ノズル４２に接続される。

【0031】

ポンプ４３、ヒータ４４、濃度計４５およびフィルタ４６は、循環ライン４１に設けられる。ポンプ４３は、外槽１２内の薬液を循環ライン４１に送り出す。ヒータ４４は、循環ライン４１を流れる薬液をエッチング処理に適した温度に加熱する。濃度計４５は、循環ライン４１を流れる薬液の濃度を測定する。具体的には、濃度計４５は、薬液の各成分、すなわち、リン酸、酢酸、硝酸および水の濃度を測定する。なお、循環部４０は、複数の濃度計、具体的には、リン酸の濃度を測定する濃度計、酢酸の濃度を測定する濃度計、硝酸の濃度を測定する濃度計および水の濃度を測定する濃度計を備えていてもよい。フィルタ４６は、循環ライン４１を流れる薬液から不純物を除去する。

【0032】

排液ライン４７は、濃度計４５とフィルタ４６との間の循環ライン４１から分岐する流路であり、循環ライン４１を流れる薬液を基板処理装置１の外部に排出する。なお、排出される薬液は、ヒータ４４によって加熱されている。このため、排液ライン４７には、加熱された薬液を冷却する冷却部が設けられてもよい。第２バルブ４８は、排液ライン４７に設けられ、排液ライン４７を開閉する。

【0033】

外槽１２に貯留された薬液は、循環ライン４１を通って複数の薬液供給ノズル４２から内槽１１に供給される。内槽１１に供給された薬液は、内槽１１からオーバーフローすることで、再び外槽１２へと流出する。このようにして、薬液は、内槽１１と外槽１２との間を循環する。

【0034】

ポンプ４３、ヒータ４４および第２バルブ４８は、制御部６１に電気的に接続されており、制御部６１によって制御される。また、濃度計４５は、制御部６１に電気的に接続されており、濃度の測定結果を制御部６１に出力する。

【0035】

（個別供給部５０）
個別供給部５０は、水供給源５１ａと、リン酸供給源５１ｂと、酢酸供給源５１ｃと、硝酸供給源５１ｄと、水供給ライン５２ａと、リン酸供給ライン５２ｂと、酢酸供給ライン５２ｃと、硝酸供給ライン５２ｄと、第３バルブ５３ａ～第６バルブ５３ｄとを備える。

【0036】

水供給源５１ａは、水を供給する。水供給源５１ａから供給される水は、たとえば脱イオン水である。水供給ライン５２ａは、水供給源５１ａに接続され、水供給源５１ａからの水を処理槽１０の外槽１２に供給する。第３バルブ５３ａは、水供給ライン５２ａに設けられ、水供給ライン５２ａを開閉する。第３バルブ５３ａは、制御部６１に電気的に接続されており、制御部６１によって開閉制御される。

【0037】

リン酸供給源５１ｂは、リン酸を供給する。リン酸供給ライン５２ｂは、リン酸供給源５１ｂに接続され、リン酸供給源５１ｂからのリン酸を外槽１２に供給する。第４バルブ５３ｂは、リン酸供給ライン５２ｂに設けられ、リン酸供給ライン５２ｂを開閉する。第４バルブ５３ｂは、制御部６１に電気的に接続されており、制御部６１によって開閉制御される。

【0038】

酢酸供給源５１ｃは、酢酸を供給する。酢酸供給ライン５２ｃは、酢酸供給源５１ｃに接続され、酢酸供給源５１ｃからの酢酸を外槽１２に供給する。第５バルブ５３ｃは、酢酸供給ライン５２ｃに設けられ、酢酸供給ライン５２ｃを開閉する。第５バルブ５３ｃは、制御部６１に電気的に接続されており、制御部６１によって開閉制御される。

【0039】

硝酸供給源５１ｄは、硝酸を供給する。硝酸供給ライン５２ｄは、硝酸供給源５１ｄに接続され、硝酸供給源５１ｄからの硝酸を外槽１２に供給する。第６バルブ５３ｄは、硝酸供給ライン５２ｄに設けられ、硝酸供給ライン５２ｄを開閉する。第６バルブ５３ｄは、制御部６１に電気的に接続されており、制御部６１によって開閉制御される。

【0040】

第３バルブ５３ａ～第６バルブ５３ｄは、制御部６１に電気的に接続されており、制御部６１によって開閉制御される。

【0041】

（制御装置６０）
制御装置６０は、たとえばコンピュータであり、制御部６１と記憶部６２とを備える。記憶部６２は、たとえば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ（Flash Memory）等の半導体メモリ素子、又は、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置によって実現され、基板処理装置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を記憶する。制御部６１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含み、記憶部６２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装置１の動作を制御する。

【0042】

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６０の記憶部６２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。

【0043】

（基板処理装置１の具体的動作）
次に、第１実施形態に係る基板処理装置１の具体的動作について図３および図４を参照して説明する。図３は、第１実施形態に係る基板処理装置１が実行する処理の手順を示すフローチャートである。図４は、第１実施形態に係る変更処理の説明図である。

【0044】

図３に示すように、基板処理装置１では、第１エッチング処理が行われる（ステップＳ１０１）。第１エッチング処理において、制御部６１は、複数のウェハＷを搬送する図示しない基板搬送装置を制御して、複数のウェハＷを基板保持部２０へ受け渡す。その後、制御部６１は、図示しない昇降機構を制御して基板保持部２０を下降させることにより、処理槽１０に貯留された薬液に複数のウェハＷを浸漬される。

【0045】

第１エッチング処理において、処理槽１０には、薬液供給部３０から供給される薬液、すなわち、窒化チタン膜１０２に対するタングステン膜１０１の選択比が１よりも大きくなる配合比にて各成分が配合された薬液が貯留される。これにより、複数のウェハＷ上に形成されたタングステン膜１０１は、後述する第２エッチング処理におけるタングステン膜１０１のエッチングレートである第２エッチングレートよりも高い第１エッチングレートにて短時間でエッチングされる。

【0046】

図４に示すように、第１エッチング処理において、制御部６１は、たとえば濃度計４５の測定結果に基づき、水供給ライン５２ａの第３バルブ５３ａ、酢酸供給ライン５２ｃの第５バルブ５３ｃおよび硝酸供給ライン５２ｄの第６バルブ５３ｄの開閉制御を行う。これにより、処理槽１０に水、酢酸および硝酸が補充されることで、処理槽１０内の薬液の濃度が一定に保たれる。

【0047】

つづいて、制御部６１は、たとえば、第１エッチング処理が開始されてから予め設定された時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１０２）。上記「予め設定された時間」は、たとえば、第１エッチング処理の所要時間から、タングステン膜１０１のエッチングレートを第１エッチングレートから第２エッチングレートに変更するのに要する時間を差し引いた時間よりも短い時間に設定される。制御部６１は、設定時間が経過するまで、ステップＳ１０２の判定処理を繰り返す（ステップＳ１０２，Ｎｏ）。

【0048】

一方、ステップＳ１０２において、設定時間が経過したと判定した場合（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、制御部６１は、変更処理を開始する（ステップＳ１０３）。

【0049】

変更処理において、制御部６１は、第２バルブ４８を開くことにより、循環ライン４１を流れる薬液を排液ライン４７から基板処理装置１の外部へ排出する。また、制御部６１は、第３バルブ５３ａおよび第５バルブ５３ｃを閉じることにより、処理槽１０への水および酢酸の供給を停止し、第４バルブ５３ｂおよび第６バルブ５３ｄを開くことにより、処理槽１０にリン酸および硝酸を供給する。

【0050】

処理槽１０への水の供給を停止することで、処理槽１０に貯留された薬液の水分濃度が低下する。この結果、タングステン膜１０１のエッチングレートが第１エッチングレートから第２エッチングレートに低下して、タングステン膜１０１と窒化チタン膜１０２との選択比が１：１に変更される。

【0051】

このように、基板処理装置１では、薬液に含まれる複数の成分の配合比を変更することにより、タングステン膜１０１のエッチングレートを第１エッチングレートから第２エッチングレートに低下させることとした。これにより、第１エッチング処理において、タングステン膜１０１を第１エッチングレートにて短時間でエッチングしつつ、第２エッチング処理においてタングステン膜１０１および窒化チタン膜１０２を１：１の選択比でエッチングすることができる。

【0052】

また、基板処理装置１では、薬液に含まれる複数の成分のうち水の配合比を少なくすることで、タングステン膜１０１のエッチングレートを第１エッチングレートから第２エッチングレートに低下させることとした。上述したように、タングステン膜１０１のエッチングレートは、薬液の他の成分と比較して、水の割合が多くなるほど増加し易い。このため、水の配合比を少なくすることで、他の成分の配合比を変更する場合と比べて、タングステン膜１０１のエッチングレートを短時間で低下させることができる。

【0053】

さらに、基板処理装置１では、処理槽１０から薬液の一部を排出し、排出した薬液よりも水の配合比が少ない新液（ここでは、リン酸および硝酸を含有する薬液）を処理槽１０に供給することで、タングステン膜１０１のエッチングレートを低下させることとした。このように、水分濃度の高い薬液を処理槽１０から排出することで、水の配合比をより短時間で低下させることができる。すなわち、タングステン膜１０１のエッチングレートをより短時間で低下させることができる。

【0054】

つづいて、基板処理装置１では、第２エッチング処理が行われる（ステップＳ１０４）。第２エッチング処理では、タングステン膜１０１および窒化チタン膜１０２が露出したウェハＷに対し、タングステン膜１０１および窒化チタン膜１０２を１：１の選択比でエッチングする薬液が供給される。これにより、タングステン膜１０１および窒化チタン膜１０２が同等のエッチングレート（第２エッチングレート）でエッチングされる。第２エッチング処理を終えると、制御部６１は、一連の基板処理を終了する。

【0055】

なお、図４に示すように、第２エッチング処理において、制御部６１は、第１エッチング処理時と同様に、第３バルブ５３ａ、第５バルブ５３ｃおよび第６バルブ５３ｄの開閉制御を行うことで、処理槽１０内の薬液の濃度が一定に保たれる。

【0056】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る基板処理について図５を参照して説明する。図５は、第２実施形態に係る基板処理の説明図である。図５に示すように、第２実施形態に係る基板処理では、変更処理において薬液の温度を低下させる。これにより、タングステン膜１０１および窒化チタン膜１０２のエッチングレートを、第１エッチング処理における第１エッチングレートＲ１から第２エッチング処理における第２エッチングレートＲ２に低下させる。

【0057】

薬液には温度依存性があり、薬液の温度を高くするほど、タングステン膜１０１および窒化チタン膜１０２のエッチングレートが増加する傾向がある。したがって、変更処理前の第１エッチング処理においては、比較的高温である第１温度Ｔ１の薬液がウェハＷに供給されることで、タングステン膜１０１を比較的高い第１エッチングレートＲ１でエッチングすることができる。すなわち、第１エッチング処理においては、タングステン膜１０１を比較的短時間でエッチングすることができる。

【0058】

また、変更処理後の第２エッチング処理においては、第１温度Ｔ１よりも低い第２温度Ｔ２の薬液がウェハＷに供給される。このため、タングステン膜１０１および窒化チタン膜１０２は、第１エッチングレートＲ１よりも低い第２エッチングレートＲ２でエッチングされる。これにより、たとえば、第２エッチング処理において、タングステン膜１０１および窒化チタン膜１０２が過剰にエッチングされてしまうことが抑制される。また、第２エッチング処理後におけるタングステン膜１０１および窒化チタン膜１０２の表面荒さを抑えることができる。

【0059】

このように、第２実施形態に係る基板処理は、変更処理において、薬液の温度を第１温度Ｔ１から第１温度Ｔ１よりも低い第２温度Ｔ２に変更することにより、エッチングレートを第１エッチングレートＲ１から第２エッチングレートＲ２に低下させる。したがって、第２実施形態に係る基板処理によれば、第１エッチング処理の処理時間を短縮することができるとともに、第２エッチング処理の処理精度を高めることができる。なお、第１温度Ｔ１と第２温度Ｔ２との温度差は、たとえば、５℃以下程度である。基板処理装置１は、処理槽１０または循環部４０における薬液の温度を測定する温度測定部を備えていてもよく、制御部６１は、かかる温度測定部の測定結果に基づき薬液の温度を制御してもよい。

【0060】

また、本願発明者は、薬液温度の変化に対し、タングステン膜１０１と窒化チタン膜１０２との選択比の変化が小さいことを見いだした。このように、薬液の温度を変化させてもタングステン膜１０１と窒化チタン膜１０２との選択比はほとんど変化しないため、たとえば、選択比を１：１に維持するために薬液の配合比を変更するといった手間を要さず、選択比の制御が容易である。

【0061】

なお、第２実施形態において、薬液供給部３０の薬液供給源３１は、タングステン膜１０１と窒化チタン膜１０２との選択比が１：１となるように各成分が配合された薬液を供給する。これにより、第２実施形態において処理槽１０には、タングステン膜１０１と窒化チタン膜１０２との選択比が１：１の薬液が貯留される。

【0062】

また、第２実施形態に係る制御部６１は、変更処理において、たとえばヒータ４４を停止することにより、処理槽１０に貯留される薬液の温度を低下させることができる。これに限らず、第２実施形態に係る基板処理装置１は、循環ライン４１に図示しない冷却部を備えていてもよい。この場合、制御部６１は、変更処理において、ヒータ４４を停止するとともに、図示しない冷却部を動作させることにより、処理槽１０に貯留される薬液の温度を低下させてもよい。冷却部を用いて薬液を積極的に冷却することで、変更処理に要する時間を短縮することができる。冷却部としては、たとえばクーリングコイルや冷却ジャケット等を用いることができる。

【0063】

なお、制御部６１は、第１実施形態における変更処理において、ヒータ４４や図示しない冷却部を制御することにより、第２実施形態に係る変更処理のように薬液の温度を変更してもよい。これにより、たとえば第１エッチング処理に要する時間をさらに短縮させることができる。また、第２エッチング処理における処理精度をさらに高めることができる。

【0064】

（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る基板処理について図６を参照して説明する。図６は、第３実施形態に係る基板処理の説明図である。

【0065】

第１エッチング処理や第２エッチング処理を行うと、タングステン膜１０１に含有されるタングステンや窒化チタン膜１０２に含有されるチタン等の金属が薬液中に溶け出すことで、薬液の金属濃度が徐々に上昇する。金属濃度が高い薬液を用いてエッチング処理を行った場合、たとえば、エッチングレートの変動が生じたり、製品ウェハの電気特性に影響が生じたりするおそれがある。したがって、薬液の金属濃度の上昇を抑制することが好ましい。

【0066】

ここで、一連の基板処理が終了する毎に、処理槽１０内の薬液を全て排出して金属が含有されていない薬液の新液に入れ替えることで、金属濃度の上昇を抑制することは可能である。しかしながら、このような方法は、薬液の使用量削減の観点、あるいは、薬液交換に要する時間の削減の観点から好ましくない。

【0067】

そこで、図６に示すように、制御部６１は、一連の基板処理中において、薬液の金属濃度が閾値ＴＨを超えないように薬液の金属濃度の上昇を抑制する金属濃度抑制処理を行ってもよい。

【0068】

具体的には、制御部６１は、一連の基板処理中において、処理槽１０内の薬液の一部を排液ライン４７から排出し、金属が含有されていない薬液の新液を薬液供給部３０から処理槽１０に供給する。このように、一連の基板処理中に、金属が含有されている薬液の一部を金属が含有されていない薬液の新液に置換することで、薬液の金属濃度の上昇を抑制することができる。かかる金属濃度抑制処理は、一連の基板処理中に行われるため、薬液交換に要する時間を短縮することができる。また、薬液の全てではなく一部を新液と交換することで、薬液の使用量を抑制することができる。

【0069】

制御部６１は、たとえば、第１エッチング処理が開始されてから予め設定された時間が経過した場合に、金属抑制処理を開始させてもよい。ここで、「予め設定された時間」とは、たとえば、処理槽１０内の薬液の金属濃度が０ｐｐｍから閾値ＴＨに達するまでの時間であり、実験等により予め算出される。なお、金属が含有された薬液（金属濃度が閾値ＴＨである薬液）が処理槽１０に貯留された状態から一連の基板処理が開始される場合もある。この場合、制御部６１は、第１エッチング処理と同時に金属抑制処理を開始させてもよい。

【0070】

また、上記実験等により金属濃度の時間変化率を割り出すことができる。制御部６１は、この情報を基に、第２バルブ４８および第１バルブ３３を制御することで、薬液の金属濃度が閾値ＴＨを中心とする閾値範囲内に収まるように、薬液の置換を適切な量、適切なタイミングにて行うことができる。

【0071】

（第４実施形態）
上述した実施形態では、第１エッチング処理および第２エッチング処理を１つの処理槽１０にて行うこととしたが、第１エッチング処理と第２エッチング処理とは、異なる処理槽にて行われてもよい。図７は、第４実施形態に係る基板処理装置の構成を示す図である。

【0072】

図７に示すように、第４実施形態に係る基板処理装置１Ａは、第１エッチング処理装置７０と、第２エッチング処理装置８０と、搬送装置９０とを備える。

【0073】

第１エッチング処理装置７０は、第１エッチング処理用の処理槽７１（以下、「第１処理槽７１」と記載する）と、基板昇降機構７２とを備える。また、第２エッチング処理装置８０は、第２エッチング処理用の処理槽８１（以下、「第２処理槽８１」と記載する）と、基板昇降機構８２とを備える。

【0074】

処理槽７１，８１は、１ロット分のウェハＷを収容可能である。第１処理槽７１には、エッチングレートが第１エッチングレートである薬液（以下、「第１薬液」と記載する）が貯留される。また、第２処理槽８１には、エッチングレートが第２エッチングレートである薬液（以下、「第２薬液」と記載する）が貯留される。

【0075】

基板昇降機構７２，８２は、後述する搬送装置９０との間でロットの受け渡しを行う。また、基板昇降機構７２，８２は、ロットを下降させることにより、処理槽７１，８１にロットを浸漬させる。また、基板昇降機構７２，８２は、ロットを上昇させることにより、処理槽７１，８１からロットを引き上げる。

【0076】

第１エッチング処理装置７０は、第１処理槽７１に貯留された第１薬液にロットを浸漬させることによって第１エッチング処理を行う。また、第２エッチング処理装置８０は、第２処理槽８１に貯留された第２薬液にロットを浸漬させることによって第２エッチング処理を行う。

【0077】

搬送装置９０は、第１エッチング処理装置７０と第２エッチング処理装置８０との間でロットの搬送を行う。搬送装置９０は、レール９１と、移動体９２と、基板保持体９３とを備える。レール９１は、第１エッチング処理装置７０および第２エッチング処理装置８０の並び方向に沿って延在する。移動体９２は、複数のウェハＷを保持しながらレール９１に沿って移動可能に構成される。基板保持体９３は、移動体９２に設けられ、起立姿勢で前後に並んだ複数のウェハＷを保持する。

【0078】

次に、第１処理槽７１および第２処理槽８１の構成について図８および図９を参照し説明する。図８は、第４実施形態に係る第１処理槽７１の構成を示す図である。また、図９は、第４実施形態に係る第２処理槽８１の構成を示す図である。

【0079】

図８に示すように、第１処理槽７１は、上述した処理槽１０（図２参照）と同様、内槽１１と、外槽１２とを備える。

【0080】

第１処理槽７１は、循環部４０Ａを備える。循環部４０Ａは、内槽１１と外槽１２との間で処理液を循環させる。循環部４０Ａは、循環路４１と、ノズル４２と、ポンプ４３と、フィルタ４６と、温度調整部４９とを備える。

【0081】

循環路４１は、内槽１１と外槽１２とを接続する。循環路４１の一端は、外槽１２に接続され、循環路４１の他端は、内槽１１の内部に配置されたノズル４２に接続される。

【0082】

ポンプ４３、フィルタ４６および温度調整部４９は、循環路４１に設けられる。ポンプ４３は、外槽１２内の第１薬液を循環路４１に送り出す。フィルタ４６は、循環路４１を流れる第１薬液から不純物を除去する。

【0083】

温度調整部４９は、たとえばヒータまたは電子冷熱恒温器等であり、循環路４１を流れる第１薬液の温度を設定された温度に調整する。ポンプ４３および温度調整部４９は、制御部６１によって制御される。

【0084】

また、第１処理槽７１は、第１薬液供給部３０Ａを備える。第１薬液供給部３０Ａは、第１薬液供給源３１Ａと、第１薬液供給ライン３２Ａと、第１バルブ３３Ａと、第１切替部３４Ａとを備える。

【0085】

第１薬液供給源３１Ａは、第１薬液を供給する。第１薬液は、リン酸、酢酸、硝酸および水を成分として含有する薬液であって、タングステン膜１０１（図１参照）を第１エッチングレート（＞第２エッチングレート）でエッチングする配合比にて各成分が配合された薬液である。

【0086】

第１薬液供給ライン３２Ａは、第１薬液供給源３１Ａに接続され、第１薬液供給源３１Ａから供給される第１薬液を第１処理槽７１の内槽１１または外槽１２に供給する。第１バルブ３３Ａは、第１薬液供給ライン３２Ａに設けられ、第１薬液供給ライン３２Ａを開閉する。第１切替部３４Ａは、第１薬液供給ライン３２Ａに設けられ、第１薬液供給ライン３２Ａを流れる第１薬液の流出先を内槽１１と外槽１２との間で切り替える。

【0087】

第１バルブ３３Ａおよび第１切替部３４Ａは、制御部６１に電気的に接続されており、制御部６１によって制御される。たとえば、制御部６１は、空の状態の第１処理槽７１に第１薬液を貯める場合には、第１バルブ３３Ａおよび第１切替部３４Ａを制御して、第１薬液供給源３１Ａから内槽１１に第１薬液の新液を供給する。また、制御部６１は、第１処理槽７１に対して第１薬液の補充を行う場合には、第１バルブ３３Ａおよび第１切替部３４Ａを制御して、第１薬液供給源３１Ａから外槽１２に第１薬液の新液を供給する。

【0088】

また、第１処理槽７１は、個別供給部５０Ａを備える。個別供給部５０Ａは、上述した個別供給部５０の構成に加え、第３切替部５４ａ～第６切替部５４ｄをさらに備える。第３切替部５４ａは、水供給ライン５２ａに設けられ、水供給ライン５２ａを流れる水の流出先を内槽１１と外槽１２との間で切り替える。第４切替部５４ｂは、リン酸供給ライン５２ｂに設けられ、リン酸供給ライン５２ｂを流れるリン酸の流出先を内槽１１と外槽１２との間で切り替える。

【0089】

第５切替部５４ｃは、酢酸供給ライン５２ｃに設けられ、酢酸供給ライン５２ｃを流れる酢酸の流出先を内槽１１と外槽１２との間で切り替える。第６切替部５４ｄは、硝酸供給ライン５２ｄに設けられ、硝酸供給ライン５２ｄを流れる硝酸の流出先を内槽１１と外槽１２との間で切り替える。

【0090】

また、個別供給部５０Ａは、上述した個別供給部５０の構成に加え、第３流量調整部５５ａ～第６流量調整部５５ｄをさらに備える。第３流量調整部５５ａ～第６流量調整部５５ｄは、流量調整弁、流量計などを含んで構成される。

【0091】

第３流量調整部５５ａは、水供給ライン５２ａに設けられ、内槽１１または外槽１２に供給される水の流量を調整する。第４流量調整部５５ｂは、リン酸供給ライン５２ｂに設けられ、内槽１１または外槽１２に供給されるリン酸の流量を調整する。第５流量調整部５５ｃは、酢酸供給ライン５２ｃに設けられ、内槽１１または外槽１２に供給される酢酸の流量を調整する。第６流量調整部５５ｄは、硝酸供給ライン５２ｄに設けられ、内槽１１または外槽１２に供給される硝酸の流量を調整する。

【0092】

第３バルブ５３ａ～第６バルブ５３ｄ、第３切替部５４ａ～第６切替部５４ｄおよび第３流量調整部５５ａ～第６流量調整部５５ｄは、制御部６１に電気的に接続されており、制御部６１によって開閉制御される。

【0093】

たとえば、空の状態の第１処理槽７１に第１薬液の新液を貯める場合、制御部６１は、第３バルブ５３ａ～第６バルブ５３ｄ、第３切替部５４ａ～第６切替部５４ｄを制御して、水、リン酸、酢酸および硝酸を内槽１１に供給する。また、第１処理槽７１に対して第１薬液の補充を行う場合、制御部６１は、第３バルブ５３ａ～第６バルブ５３ｄ、第３切替部５４ａ～第６切替部５４ｄを制御して、水、リン酸、酢酸および硝酸を外槽１２に供給する。

【0094】

次に、第２処理槽８１の構成について説明する。図９に示すように、第２処理槽８１は、上述した第１処理槽８１と同様の内槽１１、外槽１２および循環部４０Ａを備える。

【0095】

また、第２処理槽８１は、第２薬液供給部３０Ｂを備える。第２薬液供給部３０Ｂは、第２薬液供給源３１Ｂと、第２薬液供給ライン３２Ｂと、第１バルブ３３Ｂとを備える。

【0096】

第２薬液供給源３１Ｂは、第２薬液を供給する。第２薬液は、リン酸、酢酸、硝酸および水を成分として含有する薬液であって、タングステン膜１０１を第２エッチングレート（＜第１エッチングレート）でエッチングする配合比にて各成分が配合された薬液である。

【0097】

第２薬液供給ライン３２Ｂは、第２薬液供給源３１Ｂに接続され、第２薬液供給源３１Ｂからの第２薬液を第２処理槽８１の内槽１１または外槽１２に供給する。第１バルブ３３Ｂは、第２薬液供給ライン３２Ｂに設けられ、第２薬液供給ライン３２Ｂを開閉する。第１切替部３４Ｂは、第２薬液供給ライン３２Ｂに設けられ、第２薬液供給ライン３２Ｂを流れる第２薬液の流出先を内槽１１と外槽１２との間で切り替える。第１バルブ３３Ｂおよび第１切替部３４Ｂは、制御部６１に電気的に接続されており、制御部６１によって制御される。

【0098】

また、第２処理槽８１は、個別供給部５０Ｂを備える。個別供給部５０Ｂは、上述した個別供給部５０Ａと同様の構成を有するため、ここでの説明は省略する。

【0099】

第４実施形態に係る基板処理装置１Ａでは、まず、第１処理槽７１において第１エッチング処理が行われる。第１エッチング処理では、複数のウェハＷを基板昇降機構７２を用いて下降させることにより、第１処理槽７１の内槽１１に貯留された第１薬液に複数のウェハＷを浸漬させる。

【0100】

つづいて、基板処理装置１Ａでは、第１エッチング処理を終えた複数のウェハＷを第２処理槽８１へ搬送する搬送処理が行われる。搬送処理では、まず、基板昇降機構７２が上昇することによって複数のウェハＷが第１処理槽７１から引き上げられる。その後、基板昇降機構７２から搬送装置９０に複数のウェハＷが渡される。つづいて、搬送装置９０が第１処理装置７１から第２処理装置８１へ移動して、保持した複数のウェハＷを基板昇降機構８２へ渡す。

【0101】

つづいて、基板処理装置１Ａでは、第２処理槽８１において第２エッチング処理が行われる。第２エッチング処理では、複数のウェハＷが、基板昇降機構８２によって下降され、第２処理槽８１の内槽１１に貯留された第２薬液に浸漬される。

【0102】

このように、第１エッチング処理および第２エッチング処理は、それぞれ異なる処理槽（第１処理槽７１および第２処理槽８１）において行われてもよい。

【0103】

（その他の実施形態）
上述した実施形態では、第１膜がタングステン膜１０１である場合の例について説明したが、第１膜は、必ずしもタングステン膜１０１であることを要しない。たとえば、第１膜は、モリブデン膜、オスミウム膜、イリジウム膜、ルテニウム膜、ロジウム膜、銅膜またはニッケル膜であってもよい。このように、実施形態に係る基板処理によれば、モリブデン膜等のタングステン膜１０１以外の第１膜と第２膜とを有する基板を効率良くエッチングすることができる。

【0104】

第１膜がモリブデン膜である場合、薬液（第１薬液および第２薬液）の温度は、常温（たとえば、２０℃±１０℃）以下であることが好ましい。モリブデンは卑金属に該当し、イオン化傾向が高く比較的酸化されやすい。このため、常温以下の薬液を用いることで、モリブデン膜のエッチング速度が速くなり過ぎてモリブデン膜が過剰にエッチングされることを抑制することができる。

【0105】

第１膜がモリブデン膜であり、第２実施形態のように、薬液の温度を低下させることによって薬液のエッチングレートを変更する場合、制御部６１は、薬液の温度を、たとえば２５℃から２０℃に低下させてもよい。また、制御部６１は、薬液の温度を、常温（たとえば、２５℃）から常温以下の温度（たとえば、５℃）に低下させてもよい。このように、薬液の温度を常温以下の温度に低下させることで、モリブデン膜のエッチング速度をさらに緩やかにすることができる。

【0106】

第１膜がモリブデン膜である場合、処理槽１０は、必ずしも水の供給系（水供給源５１ａ、水供給ライン５２ａおよび第３バルブ５３ａ）を備えることを要しない。第１処理槽７１および第２処理槽８１においても同様である。

【0107】

また、上述した実施形態では、第２膜が窒化チタン膜１０２である場合の例について説明したが、第２膜は、窒化チタン膜１０２に限定されない。たとえば、第２膜は、窒化タンタル膜であってもよい。実施形態に係る基板処理によれば、窒化チタン膜および窒化タンタル膜のいずれか一つである第２膜と第１膜とを有する基板を効率良くエッチングすることができる。

【0108】

ウェハＷ上に形成される膜の種類は、上述した実施形態の例に限定されない。たとえば、第１および第２実施形態では、複数の成分が含有された薬液を用いる場合の例について説明したが、薬液は、たとえば、フッ酸など単一成分のみを含む薬液であってもよい。また、上述した第１および第２実施形態では、一方の膜が他方の膜によって覆われている場合の例を示したが、複数の膜が露出していてもよい。

【0109】

上述した実施形態では、第２エッチング処理におけるエッチングレート（第２エッチングレート）を第１エッチング処理におけるエッチングレート（第１エッチングレート）よりも低くする場合の例について説明した。これに限らず、第２エッチング処理におけるエッチングレート（第２エッチングレート）を第１エッチング処理におけるエッチングレート（第１エッチングレート）よりも高くしてもよい。たとえば、複数の膜のうちのある膜に存在する不要な段差を第１エッチング処理において精度良くエッチングしたあと、複数の膜を第２エッチング処理において短時間でエッチングしたい場合がある。このような場合には、第２エッチング処理におけるエッチングレート（第２エッチングレート）を第１エッチング処理におけるエッチングレート（第１エッチングレート）よりも高くすることが好ましい。

【0110】

また、上述した実施形態では、処理槽１０に貯留された薬液に複数のウェハＷを浸漬させることによって、複数のウェハＷを一括してエッチングする場合の例について説明した。これに限らず、たとえば、１枚のウェハＷを回転可能に保持する保持部にウェハＷを保持させ、この保持部の上方に配置されたノズルから回転するウェハＷに対して薬液を供給することにより、ウェハＷをエッチングしてもよい。

【0111】

また、上述した実施形態では、薬液を用いてウェハＷをエッチングするいわゆるウェットエッチングを行う場合の例について説明したが、ウェハＷをエッチングする方法は、ウェットエッチングに限定されず、ドライエッチングであってもよい。

【0112】

上述してきたように、実施形態に係る基板処理方法は、第１エッチング工程（一例として、第１エッチング処理）と、変更工程（一例として、変更処理）と、第２エッチング工程（一例として、第２エッチング処理）とを含む。第１エッチング工程は、第１膜（一例として、タングステン膜１０１）および第２膜（一例として、窒化チタン膜１０２）を有する基板（一例として、ウェハＷ）を第１エッチングレートでエッチングする。変更工程は、エッチングレートを第１エッチングレートから第２エッチングレートに変更する。第２エッチング工程は、基板を第２エッチングレートでエッチングする。

【0113】

これにより、たとえば、第２エッチングレートを第１エッチングレートよりも低くすることで、第１エッチング処理における処理時間を短縮しつつ、第２エッチング処理の処理精度を高めることができる。したがって、実施形態に係る基板処理方法によれば、複数種類の膜を有する基板を効率良くエッチングすることができる。

【0114】

第２エッチングレートは、第１エッチングレートよりも低くてもよい。これにより、第１エッチング処理における処理時間を短縮しつつ、第２エッチング処理の処理精度を高めることができる。

【0115】

第１エッチング工程および第２エッチング工程は、複数の成分（一例として、リン酸、酢酸、硝酸および水）を含有する薬液を基板に供給することによって基板をエッチングしてもよい。この場合、変更工程は、複数の成分の配合比を変更することにより、エッチングレートを第１エッチングレートから第２エッチングレートに低下させてもよい。このよに、薬液における複数の成分の配合比を変更することにより、エッチングレートを変更することが可能である。

【0116】

第１膜は、タングステン膜（一例として、タングステン膜１０１）、モリブデン膜、オスミウム膜、イリジウム膜、ルテニウム膜、ロジウム膜、銅膜およびニッケル膜のいずれか一つであってもよく、第２膜は、窒化チタン膜（一例として、窒化チタン膜１０２）および窒化タンタル膜のいずれか一つであってもよい。また、薬液は、リン酸、酢酸、硝酸および水を含有していてもよい。この場合、変更工程は、薬液における水の配合比を低下させることにより、タングステン膜のエッチングレートを第１エッチングレートから第２エッチングレートに低下させてもよい。

【0117】

このように、薬液における水の配合比を低下させることにより、他の成分の配合比を変更する場合と比べて、第１膜のエッチングレートを短時間で低下させることができる。

【0118】

第１エッチング工程および第２エッチング工程は、処理槽（一例として、処理槽１０）に貯留された薬液に基板を浸漬させることによって基板をエッチングしてもよい。この場合、変更工程は、処理槽から薬液の一部を排出し、この薬液よりも水の配合比が少ない薬液の新液を処理槽に供給することにより、エッチングレートを第１エッチングレートから第２エッチングレートに低下させてもよい。

【0119】

このように、水分濃度の高い薬液を処理槽から排出することで、水の配合比をより短時間で低下させることができる。すなわち、タングステン膜のエッチングレートをより短時間で低下させることができる。

【0120】

第１エッチング工程および第２エッチング工程は、基板に薬液を供給することによって基板をエッチングしてもよい。この場合、変更工程は、薬液の温度を第１温度から第１温度よりも低い第２温度に変更することにより、エッチングレートを第１エッチングレートから第２エッチングレートに低下させてもよい。このように、薬液の温度を変更することにより、エッチングレートを変更することが可能である。

【0121】

第２膜（一例として、窒化チタン膜１０２）は、第１膜（一例として、タングステン膜１０１）に覆われていてもよい。この場合、第１エッチング工程は、第１膜を第１エッチングレートでエッチングし、変更工程は、第１膜から第２膜が露出する前に、第１膜のエッチングレートを第１エッチングレートから第２エッチングレートに低下させてもよい。

【0122】

これにより、たとえば、第２膜が露出するまでは、第１膜と第２膜との選択比を気にすることなく、第１膜をより高いエッチングレートにて短時間でエッチングすることができる。また、第２膜の露出後においては、たとえば、第１膜と第２膜とを所望の選択比（一例として、１：１）で同時にエッチングすることができる。

【0123】

第１エッチング工程は、エッチングレートが第１エッチングレートである第１薬液を貯留する第１処理槽に基板を浸漬させてもよい。また、第２エッチング工程は、エッチングレートが第２エッチングレートである第２薬液を貯留する第２処理槽に基板を浸漬させてもよい。また、変更工程は、基板を第１処理槽から第２処理槽へ移動させることにより、エッチングレートを第１エッチングレートから第２エッチングレートに低下させてもよい。これにより、たとえば、液交換を行うことなく、基板に対して第１エッチング処理および第２エッチング処理を行うことができる。

【0124】

また、実施形態に係る基板処理装置（一例として、基板処理装置１）は、供給部（一例として、薬液供給部３０および個別供給部５０）と、変更部（一例として、第２バルブ４８、個別供給部５０、ヒータ４４、図示しない冷却部）と、制御部（一例として、制御部６１）とを備える。供給部は、第１膜（一例として、タングステン膜１０１）および第２膜（一例として、窒化チタン膜１０２）を有する基板（一例として、ウェハＷ）に薬液を供給する。変更部は、供給部による薬液の供給条件（一例として、薬液における各成分の配合比、薬液の温度）を変更する。制御部は、薬液を用いて基板を第１エッチングレートでエッチングする第１エッチング処理と、変更部を制御することにより、エッチングレートを第１エッチングレートと異なる第２エッチングレートに変更する変更処理と、薬液を用いて基板を第２エッチングレートでエッチングする第２エッチング処理とを実行する。これにより、複数種類の膜を有する基板を効率良くエッチングすることができる。

【0125】

薬液は、複数の成分（一例として、リン酸、酢酸、硝酸および水）を含有していてもよい。この場合、変更部（一例として、第２バルブ４８および個別供給部５０）は、薬液における複数の成分の配合比を変更可能であってもよい。また、制御部は、変更部を制御して、複数の成分の配合比を変更することにより、エッチングレートを第１エッチングレートから第２エッチングレートに低下させてもよい。このよに、薬液における複数の成分の配合比を変更することにより、エッチングレートを変更することが可能である。

【0126】

変更部（一例として、ヒータ４４、図示しない冷却部）は、薬液の温度を変更可能であってもよい。この場合、制御部は、変更部を制御して、薬液の温度を第１温度から第１温度よりも低い第２温度に変更することにより、エッチングレートを第１エッチングレートから第２エッチングレートに低下させてもよい。このように、薬液の温度を変更することにより、エッチングレートを変更することが可能である。

【0127】

実施形態に係る基板処理装置（一例として、基板処理装置１Ａ）は、第１処理槽（一例として、第１処理槽７１）と、第２処理槽（一例として、第２処理槽８１）とを備えていてもよい。第１処理槽は、薬液であって、エッチングレートが第１エッチングレートである第１薬液を貯留する。第２処理槽は、薬液であって、エッチングレートが第２エッチングレートである第２薬液を貯留する。また、供給部は、第１薬液供給部と、第２薬液供給部とを備えていてもよい。第１薬液供給部は、第１薬液を第１処理槽に供給する。第２薬液供給部は、第２薬液を前記第２処理槽に供給する。この場合、変更部は、基板を第１処理槽から第２処理槽へ移動させる移動機構（一例として、搬送装置９０）であってもよい。これにより、たとえば、液交換を行うことなく、基板に対して第１エッチング処理および第２エッチング処理を行うことができる。

【0128】

今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の請求の範囲およびその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

【符号の説明】

【0129】

Ｗ ウェハ
１ 基板処理装置
１０ 処理槽
１１ 内槽
１２ 外槽
２０ 基板保持部
３０ 薬液供給部
３１ 薬液供給源
４０ 循環部
５０ 個別供給部
５１ａ 水供給源
５１ｂ リン酸供給源
５１ｃ 酢酸供給源
５１ｄ 硝酸供給源
６０ 制御装置
６１ 制御部
６２ 記憶部
１００ ポリシリコン膜
１０１ タングステン膜
１０２ 窒化チタン膜
１０３ シリコン酸化膜

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】