知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】2024-06-27
(45)【発行日】2024-07-05
(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 20060101AFI20240628BHJP
【ＦＩ】
H01L21/306 R
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2020155874
(22)【出願日】2020-09-16
(65)【公開番号】P2022049594
(43)【公開日】2022-03-29
【審査請求日】2023-06-20
(73)【特許権者】
【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】植村 知浩
【審査官】鈴木 智之
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－０５６４４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０６９３５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０５０３５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１２２７０３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／３０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ヒーターの出力を０を超える出力値に設定することにより、第１エッチング液が水平に保持されている基板の上面に接した状態で、前記第１エッチング液と前記基板とを前記ヒーターに加熱させる第１加熱工程と、前記ヒーターの出力を前記出力値未満に低下させると共に、前記ヒーターの移動と前記ヒーターよりも温度が低い冷却流体の吐出との少なくとも一方を前記第１加熱工程の後に開始することにより、前記ヒーターの外表面と前記冷却流体とを接触させ、前記ヒーターを冷却するヒーター冷却工程と、
前記ヒーターの出力を前記出力値に設定することにより、前記ヒーター冷却工程の後に、前記第１エッチング液と第２エッチング液とのいずれかが水平に保持されている前記基板の上面に接した状態で、前記第１エッチング液と前記第２エッチング液とのいずれかと前記基板とを前記ヒーターに加熱させる第２加熱工程と、を含む、基板処理方法。
【請求項2】
前記第２加熱工程は、前記第２エッチング液と前記基板とを前記ヒーターに加熱させる工程であり、前記基板処理方法は、前記ヒーターによって加熱された前記第１エッチング液よりも温度が低い中間液で前記基板上の前記第１エッチング液を置換する中間液供給工程と、前記ヒーターによって加熱された前記第１エッチング液よりも温度が低い前記第２エッチング液で前記基板上の前記中間液を置換する第２エッチング液供給工程と、をさらに含む、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項3】
前記第１加熱工程と前記ヒーター冷却工程と前記第２加熱工程を含む１つのサイクルを複数回行う、請求項１または２に記載の基板処理方法。
【請求項4】
前記ヒーターの外表面と前記冷却流体とが接触しているときに、前記ヒーターよりも温度が低い冷却ガスを前記ヒーターの内部空間に供給することにより、前記ヒーター内の気体を前記冷却ガスで置換する内部冷却工程をさらに含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項5】
前記ヒーター冷却工程は、平面視で前記ヒーターが前記基板に重ならない待機位置に前記ヒーターが位置している状態で、前記ヒーターの外表面と前記冷却流体とを接触させることにより、前記ヒーターを冷却する待機位置ヒーター冷却工程を含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項6】
前記ヒーター冷却工程は、前記ヒーターが前記基板の上方または下方に位置している状態で、前記ヒーターの外表面と前記冷却流体とを接触させることにより、前記ヒーターを冷却する処理位置ヒーター冷却工程を含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項7】
前記処理位置ヒーター冷却工程は、前記ヒーターが前記基板の上方に位置している状態で、前記ヒーターよりも温度が低く、かつ、前記基板上の液体と成分が同じである冷却液を、前記ヒーターに向けて吐出する工程を含む、請求項６に記載の基板処理方法。
【請求項8】
第２ヒーターの出力を０を超える第２出力値に設定することにより、前記ヒーター冷却工程が行われているときに、前記第１エッチング液と前記第２エッチング液と第３エッチング液とのいずれかが水平に保持されている前記基板の上面に接した状態で、前記第１エッチング液と前記第２エッチング液と前記第３エッチング液とのいずれかと前記基板とを前記第２ヒーターに加熱させる第３加熱工程と、前記第２ヒーターの出力を前記第２出力値未満に低下させると共に、前記第２加熱工程が行われているときに、前記第２ヒーターの外表面と前記ヒーターおよび第２ヒーターよりも温度が低い前記冷却流体とを接触させ、前記第２ヒーターを冷却する第２ヒーター冷却工程と、
前記第２ヒーターの出力を前記第２出力値に設定することにより、前記第２ヒーター冷却工程の後に、前記第１エッチング液と前記第２エッチング液と前記第３エッチング液と第４エッチング液のいずれかが水平に保持されている前記基板の上面に接した状態で、前記第１エッチング液と前記第２エッチング液と前記第３エッチング液と前記第４エッチング液とのいずれかと前記基板とを前記第２ヒーターに加熱させる第４加熱工程と、をさらに含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項9】
基板を水平に保持する基板保持手段と、前記基板保持手段によって水平に保持されている前記基板と前記基板上の液体とを加熱するヒーターと、
前記基板保持手段によって水平に保持されている前記基板の上面に第１エッチング液を供給する第１エッチング液供給手段と、
前記基板保持手段によって水平に保持されている前記基板の上面に第２エッチング液を供給する第２エッチング液供給手段と、
前記ヒーターよりも温度が低い冷却流体を供給する冷却流体供給手段と、
前記ヒーターの出力を０を超える出力値に設定することにより、前記第１エッチング液が前記基板保持手段によって水平に保持されている前記基板の上面に接した状態で、前記第１エッチング液と前記基板とを前記ヒーターに加熱させる第１加熱手段と、
前記ヒーターの出力を前記出力値未満に低下させると共に、前記ヒーターの移動と前記ヒーターよりも温度が低い前記冷却流体の吐出との少なくとも一方を前記ヒーターが前記第１エッチング液と前記基板とを加熱した後に開始することにより、前記ヒーターの外表面と前記冷却流体とを接触させ、前記ヒーターを冷却するヒーター冷却手段と、
前記ヒーターの出力を前記出力値に設定することにより、前記ヒーターを冷却した後に、前記第１エッチング液と前記第２エッチング液とのいずれかが前記基板保持手段によって水平に保持されている前記基板の上面に接した状態で、前記第１エッチング液と前記第２エッチング液とのいずれかと前記基板とを前記ヒーターに加熱させる第２加熱手段と、を含む、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、たとえば、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】
半導体装置やＦＰＤなどの製造工程では、半導体ウエハやＦＰＤ用ガラス基板などの基板を処理する基板処理装置が用いられる。特許文献１に記載の基板処理装置は、基板を水平に保持しながら回転させるスピンチャックと、スピンチャックに保持されている基板の上面にＳＰＭ（sulfuric acid hydrogen peroxide mixture）を供給するノズルと、基板および基板上のＳＰＭを加熱するヒーターとを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１３－２０１２３６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に記載の基板処理装置のように、エッチング対象物のエッチング速度を上昇させるために、ＳＰＭなどの基板上のエッチング液をヒーターで加熱する場合がある。しかしながら、ヒーターが発熱しているときは、基板およびエッチング液だけでなく、基板の近傍に位置する部材も加熱されてしまう。
基板およびエッチング液をヒーターで１度に長時間加熱するのではなく複数回加熱すれば、基板の近傍に位置する部材の温度の上昇を抑えることができる。しかしながら、２回目以降の加熱では、ヒーターが既に温まっているので、ヒーターの出力を同じ値に設定しても、１回目の加熱時よりもヒーターの温度が高くなり、基板およびエッチング液の温度も高くなる。
基板およびエッチング液をヒーターで１度に長時間加熱するのではなく複数回加熱すれば、基板の近傍に位置する部材の温度の上昇を抑えることができる。しかしながら、２回目以降の加熱では、ヒーターが既に温まっているので、ヒーターの出力を同じ値に設定しても、１回目の加熱時よりもヒーターの温度が高くなり、基板およびエッチング液の温度も高くなる。
【0005】
２回目以降の加熱時のヒーターの温度は、毎回同じとは限らない。ヒーターの温度を安定させるために、ヒーターの温度の検出値に基づいてフィードバック制御等を行ったとしても、ヒーターの温度が意図する温度とは異なる期間は必ず存在する。そのため、基板およびエッチング液の最高温度は、基板ごとに変わりうる。
基板のエッチング対象物をエッチング液でエッチングしているときは、基板の非エッチング対象物も僅かではあるがエッチングされる。基板およびエッチング液の最高温度が変わると、非エッチング対象物のエッチング量も変わってしまう。したがって、基板に形成されたデバイスの性能のばらつきが複数枚の基板の間で大きくなってしまう。
基板のエッチング対象物をエッチング液でエッチングしているときは、基板の非エッチング対象物も僅かではあるがエッチングされる。基板およびエッチング液の最高温度が変わると、非エッチング対象物のエッチング量も変わってしまう。したがって、基板に形成されたデバイスの性能のばらつきが複数枚の基板の間で大きくなってしまう。
【0006】
そこで、本発明の目的の一つは、高温のエッチング液で１枚の基板を複数回エッチングする場合に、基板をエッチングしているときの基板の温度を安定させることが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】
【0007】
前記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、ヒーターの出力を０を超える出力値に設定することにより、第１エッチング液が水平に保持されている基板の上面に接した状態で、前記第１エッチング液と前記基板とを前記ヒーターに加熱させる第１加熱工程と、前記ヒーターの出力を前記出力値未満に低下させると共に、前記ヒーターの移動と前記ヒーターよりも温度が低い冷却流体の吐出との少なくとも一方を前記第１加熱工程の後に開始することにより、前記ヒーターの外表面と前記冷却流体とを接触させ、前記ヒーターを冷却するヒーター冷却工程と、前記ヒーターの出力を前記出力値に設定することにより、前記ヒーター冷却工程の後に、前記第１エッチング液と第２エッチング液とのいずれかが水平に保持されている前記基板の上面に接した状態で、前記第１エッチング液と前記第２エッチング液とのいずれかと前記基板とを前記ヒーターに加熱させる第２加熱工程と、を含む、基板処理方法である。
【0008】
この方法によれば、基板および基板上のエッチング液をヒーターで加熱する。その後、ヒーターの出力を低下させ、ヒーターの外表面と冷却流体との接触によりヒーターを冷却する。その後、基板およびエッチング液をヒーターで再び加熱する。このように、基板およびエッチング液をヒーターで一度に長時間加熱するのではなく複数回加熱するので、基板の近傍に位置する部材の温度の上昇を抑えることができる。さらに、基板およびエッチング液の加熱を再開する前にヒーターを冷却し、ヒーターの出力を同じ値に設定するので、基板およびエッチング液の加熱を再開したときのヒーターの温度を安定させることができる。これにより、加熱時の基板およびエッチング液の温度、つまり、基板およびエッチング液をヒーターで加熱しているときの基板およびエッチング液の温度を安定させることができる。
【0009】
第１加熱工程から第２加熱工程まで第１エッチング液を基板の上面に保持してもよいし、第１加熱工程の後に基板上の液体を第２エッチング液で置換してもよい。第２エッチング液は、第１エッチング液と成分が同じエッチング液であってもよいし、第１エッチング液とは成分が異なるエッチング液であってもよい。加熱前の第２エッチング液の温度は、加熱前の第１エッチング液と等しくてもよいし、異なっていてもよい。これは、後述する第３エッチング液および第４エッチング液についても同様である。
【0010】
請求項２に記載の発明は、前記第２加熱工程は、前記第２エッチング液と前記基板とを前記ヒーターに加熱させる工程であり、前記基板処理方法は、前記ヒーターによって加熱された前記第１エッチング液よりも温度が低い中間液で前記基板上の前記第１エッチング液を置換する中間液供給工程と、前記ヒーターによって加熱された前記第１エッチング液よりも温度が低い前記第２エッチング液で前記基板上の前記中間液を置換する第２エッチング液供給工程と、をさらに含む、請求項１に記載の基板処理方法である。
【0011】
この方法によれば、基板および第１エッチング液をヒーターで加熱した後に、基板上の第１エッチング液を中間液で置換する。その後、基板上の中間液を第２エッチング液で置換し、基板および第２エッチング液をヒーターに加熱させる。中間液および第２エッチング液は、ヒーターによって加熱された第１エッチング液よりも温度が低い。したがって、中間液および第２エッチング液を基板に供給することにより、基板の温度を低下させることができる。さらに、ヒーターによって加熱されていない第２エッチング液を加熱するので、ヒーターによって加熱された第１エッチング液を再び加熱する場合に比べて、加熱時の基板およびエッチング液の温度の上昇を抑えることができる。
【0012】
前記中間液供給工程は、中間液を一回だけ基板に供給する工程であってもよいし、中間液を複数回基板に供給する工程であってもよい。後者の場合、前記中間液供給工程は、第１中間液で前記基板上の前記第１エッチング液を置換する第１中間液供給工程と、第２中間液で前記基板上の前記第１中間液を置換する第２中間液供給工程とを含んでいてもよい。この場合、前記基板上の前記第２中間液は、前記第２エッチング液供給工程において前記第２エッチング液で置換される。前記第１中間液および第２中間液は、前記ヒーターによって加熱された前記第１エッチング液よりも温度が低い。
【0013】
請求項３に記載の発明は、前記第１加熱工程と前記ヒーター冷却工程と前記第２加熱工程を含む１つのサイクルを複数回行う、請求項１または２に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、ヒーターによる基板およびエッチング液の加熱とヒーターの冷却とを交互に繰り返す。エッチング液の温度を上昇させると、エッチング液の腐食力がさらに強くなり、エッチング対象物のエッチング速度が上昇する。前記のように加熱と冷却とを交互に繰り返すことにより、基板の近傍に位置する部材の温度の上昇を抑えると共に、加熱時の基板およびエッチング液の温度を安定させながら、エッチング対象物を段階的にエッチングできる。
この方法によれば、ヒーターによる基板およびエッチング液の加熱とヒーターの冷却とを交互に繰り返す。エッチング液の温度を上昇させると、エッチング液の腐食力がさらに強くなり、エッチング対象物のエッチング速度が上昇する。前記のように加熱と冷却とを交互に繰り返すことにより、基板の近傍に位置する部材の温度の上昇を抑えると共に、加熱時の基板およびエッチング液の温度を安定させながら、エッチング対象物を段階的にエッチングできる。
【0014】
請求項４に記載の発明は、前記ヒーターの外表面と前記冷却流体とが接触しているときに、前記ヒーターよりも温度が低い冷却ガスを前記ヒーターの内部空間に供給することにより、前記ヒーター内の気体を前記冷却ガスで置換する内部冷却工程をさらに含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、ヒーターの外表面と冷却流体とが接触しているときに、冷却ガスをヒーターの内部空間に供給する。これにより、高温の気体がヒーターの内部空間から排出され、ヒーター内の気体の少なくとも一部が冷却ガスで置換される。冷却ガスは、ヒーターよりも温度が低い気体である。したがって、ヒーターの外側からだけでなく、ヒーターの内側からもヒーターを冷却できる。
この方法によれば、ヒーターの外表面と冷却流体とが接触しているときに、冷却ガスをヒーターの内部空間に供給する。これにより、高温の気体がヒーターの内部空間から排出され、ヒーター内の気体の少なくとも一部が冷却ガスで置換される。冷却ガスは、ヒーターよりも温度が低い気体である。したがって、ヒーターの外側からだけでなく、ヒーターの内側からもヒーターを冷却できる。
【0015】
請求項５に記載の発明は、前記ヒーター冷却工程は、平面視で前記ヒーターが前記基板に重ならない待機位置に前記ヒーターが位置している状態で、前記ヒーターの外表面と前記冷却流体とを接触させることにより、前記ヒーターを冷却する待機位置ヒーター冷却工程を含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、ヒーターに基板およびエッチング液を加熱させた後、平面視でヒーターが基板に重ならない待機位置までヒーターを移動させる。その後、ヒーターの外表面と冷却流体との接触により、ヒーターを冷却する。このように、基板の外側でヒーターを冷却するので、基板の処理に影響を及ぼすことなく、または、影響を最小限に抑えながら、ヒーターを冷却できる。
この方法によれば、ヒーターに基板およびエッチング液を加熱させた後、平面視でヒーターが基板に重ならない待機位置までヒーターを移動させる。その後、ヒーターの外表面と冷却流体との接触により、ヒーターを冷却する。このように、基板の外側でヒーターを冷却するので、基板の処理に影響を及ぼすことなく、または、影響を最小限に抑えながら、ヒーターを冷却できる。
【0016】
請求項６に記載の発明は、前記ヒーター冷却工程は、前記ヒーターが前記基板の上方または下方に位置している状態で、前記ヒーターの外表面と前記冷却流体とを接触させることにより、前記ヒーターを冷却する処理位置ヒーター冷却工程を含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、基板の上方または下方に位置するヒーターに基板およびエッチング液を加熱させた後、ヒーターを基板の外側に移動させずに冷却する。したがって、ヒーターを処理位置と待機位置との間で水平に往復させなくてもよい。これにより、ヒーターの冷却に付随する時間を短縮でき、ヒーターの外表面と冷却流体との接触時間を増加させることができる。
この方法によれば、基板の上方または下方に位置するヒーターに基板およびエッチング液を加熱させた後、ヒーターを基板の外側に移動させずに冷却する。したがって、ヒーターを処理位置と待機位置との間で水平に往復させなくてもよい。これにより、ヒーターの冷却に付随する時間を短縮でき、ヒーターの外表面と冷却流体との接触時間を増加させることができる。
【0017】
請求項７に記載の発明は、前記処理位置ヒーター冷却工程は、前記ヒーターが前記基板の上方に位置している状態で、前記ヒーターよりも温度が低く、かつ、前記基板上の液体と成分が同じである冷却液を、前記ヒーターに向けて吐出する工程を含む、請求項６に記載の基板処理方法である。
この方法によれば、基板の下方ではなく基板の上方に位置するヒーターに基板およびエッチング液を加熱させた後、ヒーターを基板の外側に移動させずに冷却する。ヒーターの冷却では、ヒーターよりも温度が低い冷却液をヒーターに向けて吐出する。これにより、冷却液をヒーターの外表面に接触させることができ、ヒーターを冷却できる。冷却液は、冷却液がヒーターに供給されているときに基板の上面にある液体と成分が同じ液体である。したがって、ヒーターから落下した冷却液が基板上の液体に混ざっても、基板上の液体に含まれる成分は変わらない。これにより、基板の処理に影響を及ぼすことなく、または、影響を最小限に抑えながら、基板の上方に位置するヒーターを冷却できる。
この方法によれば、基板の下方ではなく基板の上方に位置するヒーターに基板およびエッチング液を加熱させた後、ヒーターを基板の外側に移動させずに冷却する。ヒーターの冷却では、ヒーターよりも温度が低い冷却液をヒーターに向けて吐出する。これにより、冷却液をヒーターの外表面に接触させることができ、ヒーターを冷却できる。冷却液は、冷却液がヒーターに供給されているときに基板の上面にある液体と成分が同じ液体である。したがって、ヒーターから落下した冷却液が基板上の液体に混ざっても、基板上の液体に含まれる成分は変わらない。これにより、基板の処理に影響を及ぼすことなく、または、影響を最小限に抑えながら、基板の上方に位置するヒーターを冷却できる。
【0018】
冷却液は、基板の上方に位置するヒーターに向けて上方または下方に吐出されてもよいし、基板の上方に位置するヒーターに向けて水平に吐出されてもよい。前者の場合、冷却液は、基板の上方に位置するヒーターに向けて鉛直に吐出されてもよいし、基板の上方に位置するヒーターに向けて斜め上または斜め下に吐出されてもよい。
請求項８に記載の発明は、第２ヒーターの出力を０を超える第２出力値に設定することにより、前記ヒーター冷却工程が行われているときに、前記第１エッチング液と前記第２エッチング液と第３エッチング液とのいずれかが水平に保持されている前記基板の上面に接した状態で、前記第１エッチング液と前記第２エッチング液と前記第３エッチング液とのいずれかと前記基板とを前記第２ヒーターに加熱させる第３加熱工程と、前記第２ヒーターの出力を前記第２出力値未満に低下させると共に、前記第２加熱工程が行われているときに、前記第２ヒーターの外表面と前記ヒーターおよび第２ヒーターよりも温度が低い前記冷却流体とを接触させ、前記第２ヒーターを冷却する第２ヒーター冷却工程と、前記第２ヒーターの出力を前記第２出力値に設定することにより、前記第２ヒーター冷却工程の後に、前記第１エッチング液と前記第２エッチング液と前記第３エッチング液と第４エッチング液のいずれかが水平に保持されている前記基板の上面に接した状態で、前記第１エッチング液と前記第２エッチング液と前記第３エッチング液と前記第４エッチング液とのいずれかと前記基板とを前記第２ヒーターに加熱させる第４加熱工程と、をさらに含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
請求項８に記載の発明は、第２ヒーターの出力を０を超える第２出力値に設定することにより、前記ヒーター冷却工程が行われているときに、前記第１エッチング液と前記第２エッチング液と第３エッチング液とのいずれかが水平に保持されている前記基板の上面に接した状態で、前記第１エッチング液と前記第２エッチング液と前記第３エッチング液とのいずれかと前記基板とを前記第２ヒーターに加熱させる第３加熱工程と、前記第２ヒーターの出力を前記第２出力値未満に低下させると共に、前記第２加熱工程が行われているときに、前記第２ヒーターの外表面と前記ヒーターおよび第２ヒーターよりも温度が低い前記冷却流体とを接触させ、前記第２ヒーターを冷却する第２ヒーター冷却工程と、前記第２ヒーターの出力を前記第２出力値に設定することにより、前記第２ヒーター冷却工程の後に、前記第１エッチング液と前記第２エッチング液と前記第３エッチング液と第４エッチング液のいずれかが水平に保持されている前記基板の上面に接した状態で、前記第１エッチング液と前記第２エッチング液と前記第３エッチング液と前記第４エッチング液とのいずれかと前記基板とを前記第２ヒーターに加熱させる第４加熱工程と、をさらに含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の基板処理方法である。
【0019】
この方法によれば、ヒーターを冷却しながら、基板およびエッチング液を第２ヒーターで加熱する。その後、第２ヒーターを冷却しながら、基板およびエッチング液をヒーターで加熱する。つまり、一方のヒーターが基板およびエッチング液を加熱しているときに、他方のヒーターを冷却する。したがって、ヒーターを冷却している間も、基板およびエッチング液を加熱できる。これにより、基板の処理時間を増加させることなく、基板およびエッチング液の加熱時間とヒーターおよび第２ヒーターの冷却時間とを増加させることができる。
【0020】
本明細書は、ホール内に埋め込まれたエッチング対象物を含む基板を処理する方法であって、第１エッチング液で前記エッチング対象物をエッチングする第１エッチング液供給工程と、前記第１エッチング液よりも温度が低い中間液で前記基板を冷却する中間液供給工程と、前記中間液よりも温度が高い第２エッチング液で前記エッチング対象物をエッチングする第２エッチング液供給工程と、を含み、前記第１エッチング液供給工程、中間液供給工程、および第２エッチング液供給工程を行うことにより、前記ホール内に埋め込まれた前記エッチング対象物を、前記エッチング対象物の先端側から前記ホールの深さ方向に段階的にエッチングする、基板処理方法を提供する。
【0021】
この方法によれば、中間液よりも温度が高い第１エッチング液を基板に供給する。その後、第１エッチング液よりも温度が低い中間液を基板に供給する。その後、中間液よりも温度が高い第２エッチング液を基板に供給する。言い換えると、高温のエッチング液を複数回基板に供給する。これにより、ホール内に埋め込まれたエッチング対象物を、エッチング対象物の先端側からホールの深さ方向に段階的にエッチングできる。さらに、高温の第２エッチング液を供給する前に低温の中間液を基板に供給しているので、基板の温度が低下している。したがって、高温の第２エッチング液を基板に供給したときの基板の温度の上昇を抑えることができ、当該温度を安定させることができる。
【0022】
請求項９に記載の発明は、基板を水平に保持する基板保持手段と、前記基板保持手段によって水平に保持されている前記基板と前記基板上の液体とを加熱するヒーターと、前記基板保持手段によって水平に保持されている前記基板の上面に第１エッチング液を供給する第１エッチング液供給手段と、前記基板保持手段によって水平に保持されている前記基板の上面に第２エッチング液を供給する第２エッチング液供給手段と、前記ヒーターよりも温度が低い冷却流体を供給する冷却流体供給手段と、前記ヒーターの出力を０を超える出力値に設定することにより、前記第１エッチング液が前記基板保持手段によって水平に保持されている前記基板の上面に接した状態で、前記第１エッチング液と前記基板とを前記ヒーターに加熱させる第１加熱手段と、前記ヒーターの出力を前記出力値未満に低下させると共に、前記ヒーターの移動と前記ヒーターよりも温度が低い前記冷却流体の吐出との少なくとも一方を前記ヒーターが前記第１エッチング液と前記基板とを加熱した後に開始することにより、前記ヒーターの外表面と前記冷却流体とを接触させ、前記ヒーターを冷却するヒーター冷却手段と、前記ヒーターの出力を前記出力値に設定することにより、前記ヒーターを冷却した後に、前記第１エッチング液と前記第２エッチング液とのいずれかが前記基板保持手段によって水平に保持されている前記基板の上面に接した状態で、前記第１エッチング液と前記第２エッチング液とのいずれかと前記基板とを前記ヒーターに加熱させる第２加熱手段と、を含む、基板処理装置である。この構成によれば、前述の基板処理方法に関して述べた効果と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1A】本発明の第１実施形態に係る基板処理装置を上から見た模式図である。
【図1B】基板処理装置を側方から見た模式図である。
【図2】処理ユニットの内部を水平に見た模式図である。
【図3】処理ユニットの内部を上から見た模式的な平面図である。
【図4】ヒーターの鉛直断面を示す模式的な断面図である。
【図5】待機ポッドの鉛直断面を示す模式的な断面図である。
【図6】待機ポッドの模式的な平面図である。
【図7】ヒーターに冷却液を供給している様子を示す模式的な断面図である。
【図8】ヒーターに冷却ガスを供給している様子を示す模式的な断面図である。
【図9】基板処理装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図10】基板処理装置によって行われる基板の処理の一例（第１処理例）について説明するための工程図である。
【図11】基板処理装置によって行われる基板の処理の他の例（第２処理例）について説明するための工程図である。
【図12】基板の外側でヒーターを冷却している様子の一例を示す模式図である。
【図13】基板の上方でヒーターを冷却している様子の一例を示す模式図である。
【図14】基板処理装置によって処理される前と後の基板の断面の一例を示す模式的な断面図である。
【図15】本発明の第２実施形態において、第１ヒーターで基板およびエッチング液を加熱しながら、第２ヒーターを冷却している様子の一例を示す模式図である。
【図16】本発明の第２実施形態において、第２ヒーターで基板およびエッチング液を加熱しながら、第１ヒーターを冷却している様子の一例を示す模式図である。
【図17】本発明の第３実施形態に係るスピンチャックおよび遮断部材を水平に見た模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
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。
図１Ａは、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１を上から見た模式図である。図１Ｂは、基板処理装置１を側方から見た模式図である。
図１Ａに示すように、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１枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置１は、基板Ｗを収容するキャリアＣを保持するロードポートＬＰと、ロードポートＬＰ上のキャリアＣから搬送された基板Ｗを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Ｃと処理ユニット２との間で基板Ｗを搬送する搬送ロボットと、基板処理装置１を制御する制御装置３とを備えている。
図１Ａは、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１を上から見た模式図である。図１Ｂは、基板処理装置１を側方から見た模式図である。
図１Ａに示すように、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１枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置１は、基板Ｗを収容するキャリアＣを保持するロードポートＬＰと、ロードポートＬＰ上のキャリアＣから搬送された基板Ｗを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Ｃと処理ユニット２との間で基板Ｗを搬送する搬送ロボットと、基板処理装置１を制御する制御装置３とを備えている。
【0025】
搬送ロボットは、ロードポートＬＰ上のキャリアＣに対して基板Ｗの搬入および搬出を行うインデクサロボットＩＲと、複数の処理ユニット２に対して基板Ｗの搬入および搬出を行うセンターロボットＣＲとを含む。インデクサロボットＩＲは、ロードポートＬＰとセンターロボットＣＲとの間で基板Ｗを搬送し、センターロボットＣＲは、インデクサロボットＩＲと処理ユニット２との間で基板Ｗを搬送する。センターロボットＣＲは、基板Ｗを支持するハンドＨｃを含み、インデクサロボットＩＲは、基板Ｗを支持するハンドＨｉを含む。
【0026】
複数の処理ユニット２は、平面視でセンターロボットＣＲのまわりに配置された複数のタワーＴＷを形成している。図１Ａは、４つのタワーＴＷが形成されている例を示している。センターロボットＣＲは、いずれのタワーＴＷにもアクセス可能である。図１Ｂに示すように、各タワーＴＷは、上下に積層された複数（たとえば３つ）の処理ユニット２を含む。
【0027】
図２は、処理ユニット２の内部を水平に見た模式図である。図３は、処理ユニット２の内部を上から見た模式的な平面図である。図４は、ヒーター５１の鉛直断面を示す模式的な断面図である。
図２に示すように、処理ユニット２は、内部空間を有する箱型のチャンバー４と、チャンバー４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１０と、スピンチャック１０に保持されている基板Ｗに薬液やリンス液などの処理液を供給する複数のノズルとを含む。
図２に示すように、処理ユニット２は、内部空間を有する箱型のチャンバー４と、チャンバー４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１０と、スピンチャック１０に保持されている基板Ｗに薬液やリンス液などの処理液を供給する複数のノズルとを含む。
【0028】
チャンバー４は、基板Ｗが通過する搬入搬出口５ｂが設けられた箱型の隔壁５と、搬入搬出口５ｂを開閉するシャッター７とを含む。チャンバー４は、さらに、隔壁５の天井面で開口する送風口５ａの下方に配置された整流板８を含む。クリーンエアー（フィルターによってろ過された空気）を送るＦＦＵ６（ファンフィルターユニット６）は、送風口５ａの上に配置されている。送風口５ａは、チャンバー４の上端部に設けられており、排気ダクト９は、チャンバー４の下端部に配置されている。排気ダクト９の上流端は、チャンバー４の中に配置されており、排気ダクト９の下流端は、チャンバー４の外に配置されている。
【0029】
整流板８は、チャンバー４の内部空間を整流板８の上方の上空間Ｓｕと整流板８の下方の下空間ＳＬとに仕切っている。隔壁５の天井面と整流板８の上面との間の上空間Ｓｕは、クリーンエアーが拡散する拡散空間である。整流板８の下面と隔壁５の床面との間の下空間ＳＬは、基板Ｗの処理が行われる処理空間である。スピンチャック１０は、下空間ＳＬに配置されている。隔壁５の床面から整流板８の下面までの鉛直方向の距離は、整流板８の上面から隔壁５の天井面までの鉛直方向の距離よりも長い。
【0030】
ＦＦＵ６は、送風口５ａを介して上空間Ｓｕにクリーンエアーを送る。上空間Ｓｕに供給されたクリーンエアーは、整流板８に当たって上空間Ｓｕを拡散する。上空間Ｓｕ内のクリーンエアーは、整流板８を上下に貫通する複数の貫通孔を通過し、整流板８の全域から下方に流れる。下空間ＳＬに供給されたクリーンエアーは、排気ダクト９内に吸い込まれ、チャンバー４から排出される。これにより、整流板８から下方に流れる均一なクリーンエアーの下降流（ダウンフロー）が、下空間ＳＬに形成される。基板Ｗの処理は、クリーンエアーの下降流が形成されている状態で行われる。
【0031】
スピンチャック１０は、基板Ｗを水平に挟む複数のチャックピン１１と、複数のチャックピン１１を支持する円板状のスピンベース１２とを含む。スピンチャック１０は、さらに、スピンベース１２の中央部から下方に延びるスピン軸１３と、スピン軸１３を回転させることにより複数のチャックピン１１およびスピンベース１２を回転させる電動モータ１４と、電動モータ１４を取り囲むチャックハウジング１５とを含む。
【0032】
図３に示すように、スピンベース１２は、基板Ｗの下方に配置される円形の上面１２ｕを含む。スピンベース１２の上面１２ｕは、基板Ｗの下面と平行である。スピンベース１２の上面１２ｕは、基板Ｗの下面から離れている。スピンベース１２の上面１２ｕは、基板Ｗと同心である。スピンベース１２の上面１２ｕの外径は、基板Ｗの外径よりも大きい。チャックピン１１は、スピンベース１２の上面１２ｕの外周部から上方に突出している。チャックピン１１は、スピンベース１２に保持されている。
【0033】
図２に示すように、複数のノズルは、基板Ｗの上面に向けて第１薬液を吐出する第１薬液ノズル１６と、基板Ｗの上面に向けて第２薬液を吐出する第２薬液ノズル２４とを含む。複数のノズルは、さらに、基板Ｗの上面に向けてリンス液を吐出するリンス液ノズル２９と、基板Ｗの下面に向けて処理液を吐出する下面ノズル３５とを含む。
第１薬液ノズル１６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。他のノズルについても同様である。図２は、第１薬液ノズル１６および第２薬液ノズル２４がスキャンノズルであり、リンス液ノズル２９および下面ノズル３５が固定ノズルである例を示している。
第１薬液ノズル１６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。他のノズルについても同様である。図２は、第１薬液ノズル１６および第２薬液ノズル２４がスキャンノズルであり、リンス液ノズル２９および下面ノズル３５が固定ノズルである例を示している。
【0034】
第１薬液は、硫酸、硝酸、塩酸、フッ酸、リン酸、酢酸、アンモニア水、過酸化水素水、有機酸（たとえばクエン酸、蓚酸など）、有機アルカリ（たとえば、ＴＭＡＨ：テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドなど）、界面活性剤、および腐食防止剤の少なくとも１つを含む液であってもよいし、これ以外の液体であってもよい。第２薬液についても同様である。図３は、第１薬液がＳＰＭ（硫酸および過酸化水素水の混合液）であり、第２薬液がＳＣ１（アンモニア過酸化水素水混合液）である例を示している。
【0035】
第１薬液がＳＰＭである場合、ＳＰＭを生成するために硫酸および過酸化水素水が混合される。硫酸および過酸化水素水は、第１薬液ノズル１６内で混合されてもよいし、第１薬液ノズル１６の上流で混合されてもよい。図２は前者の例を示している。この例の場合、第１薬液ノズル１６は、第１薬液ノズル１６に硫酸を案内する硫酸配管１７と、第１薬液ノズル１６に過酸化水素水を案内する過酸化水素水配管２０とに接続されている。硫酸配管１７は、硫酸タンク１９内の硫酸を第１薬液ノズル１６に供給する。過酸化水素水配管２０は、過酸化水素水タンク２２内の過酸化水素水を第１薬液ノズル１６に供給する。
【0036】
硫酸配管１７に介装された硫酸バルブ１８が開かれると、硫酸タンク１９内の硫酸が硫酸配管１７を介して第１薬液ノズル１６に供給される。過酸化水素水配管２０に介装された過酸化水素水バルブ２１が開かれると、過酸化水素水タンク２２内の過酸化水素水が過酸化水素水配管２０を介して第１薬液ノズル１６に供給される。第１薬液ノズル１６に供給される硫酸の温度は、たとえば、６０～９０℃である。第１薬液ノズル１６に供給される過酸化水素水の温度は、室温（たとえば２０～３０℃）である。硫酸および過酸化水素水の温度は、これに限られない。
【0037】
硫酸バルブ１８だけが開かれると、硫酸が第１薬液ノズル１６から下方に連続的に吐出される。過酸化水素水バルブ２１だけが開かれると、過酸化水素水が第１薬液ノズル１６から下方に連続的に吐出される。硫酸バルブ１８および過酸化水素水バルブ２１の両方が開かれると、硫酸および過酸化水素水が第１薬液ノズル１６内で混ざり合い、硫酸および過酸化水素水よりも高温（たとえば、１６０℃）のＳＰＭが生成される。これにより、高温のＳＰＭが第１薬液ノズル１６から下方に連続的に吐出される。
【0038】
図示はしないが、硫酸バルブ１８は、液体が通過する環状の弁座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は、アクチュエータを制御することにより、硫酸バルブ１８を開閉させる。
【0039】
第１薬液ノズル１６は、鉛直方向および水平方向の少なくとも一方に第１薬液ノズル１６を移動させる第１ノズル移動ユニット２３に接続されている。第１ノズル移動ユニット２３は、第１薬液ノズル１６が先端に取り付けられた水平に延びる第１ノズルアーム２３ａを含む。第１ノズル移動ユニット２３は、第１ノズルアーム２３ａを移動させることにより、第１薬液ノズル１６から吐出された薬液が基板Ｗの上面に供給される処理位置と、第１薬液ノズル１６が平面視でスピンチャック１０の外側に位置する待機位置と、の間で第１薬液ノズル１６を水平に移動させる。
【0040】
図３に示すように、第１ノズル移動ユニット２３は、平面視で基板Ｗの中央部を通る円弧状の経路に沿って第１薬液ノズル１６を水平に移動させる回動ユニットである。第１ノズル移動ユニット２３は、鉛直な軸線まわりに第１薬液ノズル１６および第１ノズルアーム２３ａを水平に回動させる電動モータを含む。第１ノズル移動ユニット２３は、回動ユニットに限らず、平面視で基板Ｗの中央部を通る直線状の経路に沿って第１薬液ノズル１６を水平に移動させるスライドユニットであってもよい。後述する第２ノズル移動ユニット２８についても同様である。
【0041】
図２に示すように、第２薬液ノズル２４は、第２薬液の一例であるＳＣ１を第２薬液ノズル２４に案内する第２薬液配管２５に接続されている。第２薬液配管２５は、第２薬液タンク２７内のＳＣ１を第２薬液ノズル２４に供給する。第２薬液配管２５に介装された第２薬液バルブ２６が開かれると、ＳＣ１が、第２薬液ノズル２４の吐出口から下方に連続的に吐出される。ＳＣ１の温度は、ＳＰＭの温度よりも低い。ＳＣ１の温度は、室温であってもよいし、室温よりも高くてもまたは低くてもよい。ＳＣ１の温度は、たとえば、３０～５０℃である。
【0042】
第２薬液ノズル２４は、鉛直方向および水平方向の少なくとも一方に第２薬液ノズル２４を移動させる第２ノズル移動ユニット２８に接続されている。第２ノズル移動ユニット２８は、第２薬液ノズル２４が先端に取り付けられた水平に延びる第２ノズルアーム２８ａを含む。第２ノズル移動ユニット２８は、第２ノズルアーム２８ａを移動させることにより、第２薬液ノズル２４から吐出された薬液が基板Ｗの上面に供給される処理位置と、第２薬液ノズル２４が平面視でスピンチャック１０の外側に位置する待機位置と、の間で第２薬液ノズル２４を水平に移動させる。
【0043】
図２に示すように、リンス液ノズル２９は、リンス液の一例である純水（脱イオン水：ＤＩＷ（Deionized Water））をリンス液ノズル２９に案内する純水配管３０と、リンス液の他の例である温水（室温よりも高温の純水）をリンス液ノズル２９に案内する温水配管３２とに接続されている。リンス液ノズル２９に供給されるリンス液は、純水および温水に限らず、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）のアンモニア水のいずれかであってもよい。
【0044】
純水配管３０に介装された純水バルブ３１が開かれると、純水が、リンス液ノズル２９の吐出口から下方に連続的に吐出される。温水配管３２に介装された温水バルブ３３が開かれると、ヒーター３４によって室温よりも高い温度で加熱された純水が、リンス液ノズル２９の吐出口から下方に連続的に吐出される。基板Ｗが回転している状態でリンス液ノズル２９がリンス液を吐出すると、リンス液ノズル２９から吐出されたリンス液は、スピンチャック１０に保持されている基板Ｗの上面中央部に衝突した後、基板Ｗの上面に沿って外方に広がる。これにより、リンス液が基板Ｗの上面全域に供給される。
【0045】
下面ノズル３５は、スピンベース１２の上面１２ｕと基板Ｗの下面との間に配置された円板部と、円板部から下方に延びる筒状部とを含む。下面ノズル３５の筒状部は、スピンベース１２の中央部を上下に貫通する貫通穴に挿入されている。下面ノズル３５の筒状部は、回転軸線Ａ１に沿って上下に延びている。下面ノズル３５の液吐出口は、下面ノズル３５の円板部の上面中央部で開口している。基板Ｗがスピンチャック１０に保持されている状態では、下面ノズル３５の液吐出口が、基板Ｗの下面中央部に上下に対向する。電動モータ１４がチャックピン１１およびスピンベース１２を回転させても、下面ノズル３５は回転しない。
【0046】
下面ノズル３５は、下面ノズル３５にリンス液を案内するリンス液配管３６に接続されている。リンス液配管３６に介装されたリンス液バルブ３７が開かれると、リンス液が、下面ノズル３５の吐出口から上方に連続的に吐出される。下面ノズル３５から吐出されるリンス液は、純水である。リンス液配管３６から下面ノズル３５に供給される液体は、純水以外のリンス液であってもよい。
【0047】
スピンベース１２の内周面と下面ノズル３５の外周面は、上下に延びる筒状の気体流路３８を形成している。気体流路３８は、スピンベース１２の上面１２ｕの中央部で開口する中央開口３８ｏを含む。下面ノズル３５の円板部は、中央開口３８ｏの上方に配置されており、平面視で中央開口３８ｏに重なっている。気体流路３８は、不活性ガスをスピンベース１２の中央開口３８ｏに導く気体配管３９に接続されている。気体配管３９に介装された気体バルブ４０が開かれると、不活性ガスが、スピンベース１２の中央開口３８ｏから上方に連続的に吐出される。スピンベース１２の中央開口３８ｏから吐出される不活性ガスは、窒素ガスである。不活性ガスは、ヘリウムガスやアルゴンガスなどの窒素ガス以外のガスであってもよい。
【0048】
処理ユニット２は、スピンチャック１０の周囲を取り囲む筒状の処理カップ４１を含む。処理カップ４１は、基板Ｗから外方に飛散した処理液を受け止める複数のガード４２と、複数のガード４２によって下方に案内された処理液を受け止める複数のカップ４５と、全てのガード４２と全てのカップ４５とを取り囲む筒状外壁４６とを含む。図２は、３つのガード４２と３つのカップ４５とが設けられており、最も外側のカップ４５が外側から２番目のガード４２と一体である例を示している。
【0049】
ガード４２は、スピンチャック１０の周囲を取り囲む円筒部４４と、円筒部４４から回転軸線Ａ１に向かって斜め上に延びる円筒状の天井部４３とを含む。複数の天井部４３は、上下に重なっており、複数の円筒部４４は、同心円状に配置されている。天井部４３の内周部は、ガード４２の上端部４２ｕに相当する。ガード４２の上端部４２ｕは、平面視で基板Ｗおよびスピンベース１２を取り囲む円形の開口を形成している。複数のカップ４５は、それぞれ、複数の円筒部４４の下方に配置されている。カップ４５は、上向きに開いた環状の受液溝を形成している。
【0050】
複数のガード４２は、複数のガード４２を鉛直方向に個別に昇降させるガード昇降ユニット４７に接続されている。ガード昇降ユニット４７は、処理位置から待機位置までの範囲内の任意の位置にガード４２を位置させる。図２は、全てのガード４２が待機位置に配置された状態を示している。処理位置は、スピンチャック１０に保持されている基板Ｗが配置される基板Ｗの保持位置よりもガード４２の上端が上方に配置される位置である。待機位置は、ガード４２の上端が基板Ｗの保持位置よりも下方に配置される位置である。
【0051】
回転している基板Ｗに処理液を供給するときは、少なくとも一つのガード４２が処理位置に配置される。この状態で、処理液が基板Ｗに供給されると、処理液は、基板Ｗから外方に振り切られる。振り切られた処理液は、基板Ｗに水平に対向するガード４２の内周面に衝突し、このガード４２に対応するカップ４５に案内される。これにより、基板Ｗから排出された処理液が、いずれかのカップ４５に集められる。
【0052】
処理ユニット２は、基板Ｗおよび基板Ｗ上の液体を加熱するヒーター５１を含む。ヒーター５１は、基板Ｗの上方に配置されている。図３に示すように、ヒーター５１は、平面視で基板Ｗよりも小さい。図４に示すように、ヒーター５１は、赤外線を発する赤外線ランプ５２と、赤外線ランプ５２を収容するハウジング５３と、赤外線ランプ５２およびハウジング５３を支持するサポートプレート５４とを含む。
【0053】
赤外線ランプ５２は、ハロゲンランプである。赤外線ランプ５２は、フィラメントと、フィラメントを収容する石英管とを含む。ハウジング５３の少なくとも一部は、石英などの光透過性および耐熱性を有する材料で形成されている。赤外線ランプ５２が発する赤外線は、後述するヒーター５１の下面５１Ｌを下方に透過し、基板Ｗおよび基板Ｗ上の液体に照射される。電力の供給により熱を発する発熱体は、赤外線ランプ５２に限らず、カーボンヒーター、キセノンアークランプ、ＬＥＤ（light emitting diode）ランプ、または電熱線であってもよいし、これら以外であってもよい。
【0054】
赤外線ランプ５２およびハウジング５３は、サポートプレート５４の下方に配置されている。ハウジング５３は、赤外線ランプ５２を取り囲む筒状の外周面５１ｏと、外周面５１ｏの底を塞ぐ下面５１Ｌとを含む。ハウジング５３の上端に設けられた開口は、サポートプレート５４によって塞がれている。ハウジング５３およびサポートプレート５４は、赤外線ランプ５２を収容する内部空間５１ｉを形成している。下面５１Ｌは、基板Ｗの上面および下面と平行な平坦面である。下面５１Ｌは、基板Ｗの上面よりも小さい。下面５１Ｌは、基板Ｗの半径よりも直径が小さい円形であってもよいし、円形以外であってもよい。
【0055】
ヒーター５１は、ヒーター５１の内部空間５１ｉに向けて気体を案内する給気配管５５と、ヒーター５１の内部空間５１ｉから排出された気体を案内する排気配管５７とに接続されている。排気配管５７は、吸引力を発生する排気設備に接続されている。給気配管５５内の気体は、ヒーター５１の外面から内部空間５１ｉの内面に延びる給気流路５６を介して内部空間５１ｉに供給される。内部空間５１ｉ内の気体は、内部空間５１ｉの内面からヒーター５１の外面に延びる排気流路５８を介して排気配管５７に排出される。これにより、ヒーター５１内の気体が置換される。
【0056】
給気配管５５は、ヒーター５１よりも温度が低い冷却ガスをヒーター５１の内部空間５１ｉに供給する。ヒーター５１よりも温度が低ければ、冷却ガスの温度は、室温であってもよいし、室温より高くてもまたは低くてもよい。冷却ガスは、クリーンエアーまたはドライエアーであってもよいし、窒素ガスなどの不活性ガスであってもよい。ヒーター５１の内部空間５１ｉへの冷却ガスの供給は、常時行われてもよいし、ヒーター５１が発熱を開始してから所定時間が経過するまで行われてもよい。
【0057】
図２に示すように、ヒーター５１は、鉛直方向および水平方向の少なくとも一方にヒーター５１を移動させるヒーター移動ユニット５９に接続されている。ヒーター移動ユニット５９は、ヒーター５１が先端に取り付けられた水平に延びるヒーターアーム５９ａを含む。ヒーター移動ユニット５９は、ヒーターアーム５９ａを移動させることにより、平面視でヒーター５１が基板Ｗに重なる処理位置と、平面視でヒーター５１が基板Ｗに重ならない待機位置との間で、ヒーター５１を水平に移動させる。
【0058】
図３に示すように、ヒーター移動ユニット５９は、平面視で基板Ｗの中央部を通る円弧状の経路に沿ってヒーター５１を水平に移動させる回動ユニットである。ヒーター移動ユニット５９は、鉛直な軸線まわりにヒーター５１およびヒーターアーム５９ａを水平に回動させる電動モータと、ヒーター５１およびヒーターアーム５９ａを昇降させる昇降アクチュエータとを含む。昇降アクチュエータは、電動モータであってもよいし、エアーシリンダであってもよい。ヒーター移動ユニット５９は、回動ユニットに限らず、平面視で基板Ｗの中央部を通る直線状の経路に沿ってヒーター５１を水平に移動させるスライドユニットであってもよい。
【0059】
図２に示すように、処理ユニット２は、ヒーター５１を冷却する冷却流体をヒーター５１に向けて下方に吐出する天井ノズル６０を含む。天井ノズル６０は、冷却液や冷却ガスなどの冷却流体をヒーター５１に向けて吐出する冷却ノズルの一例である。冷却流体は、天井ノズル６０の吐出口から下方に吐出される。天井ノズル６０の吐出口は、スピンチャック１０に保持されている基板Ｗに平面視で重なる。天井ノズル６０の吐出口は、ヒーター５１よりも上方で、かつ、整流板８よりも下方の位置に配置されている。天井ノズル６０の吐出口がこのように配置されるのであれば、天井ノズル６０の一部が整流板８の上方に配置されてもよい。
【0060】
天井ノズル６０は、ヒーター５１を冷却する冷却液を天井ノズル６０に案内する冷却液配管６１に接続されている。冷却液配管６１に介装された冷却液バルブ６２が開かれると、冷却液が天井ノズル６０から下方に連続的に吐出される。天井ノズル６０は、スピンチャック１０に向けて冷却液を吐出する。天井ノズル６０から吐出された冷却液が通る経路にヒーター５１を配置すると、冷却液がヒーター５１に衝突し、ヒーター５１に沿って下方に流れる。これにより、ヒーター５１が冷却される。
【0061】
冷却液は、ヒーター５１よりも温度が低い液体である。ヒーター５１よりも温度が低ければ、冷却液の温度は、室温であってもよいし、室温より高くてもまたは低くてもよい。冷却液の温度は、冷却ガスの温度と等しくてもよいし、冷却ガスの温度より高くてもまたは低くてもよい。冷却液は、水を主成分とする水含有液であることが好ましい。水含有液は、純水などの水であってもよい。すなわち、水含有液における水の濃度は、１００％または実質的に１００％であってもよい。低濃度（たとえば１０～１００ｐｐｍ）であれば、水含有液は、水以外の成分を含んでいてもよい。冷却液は、前述のリンス液の具体例のいずれかであってもよい。
【0062】
図５は、待機ポッド７１の鉛直断面を示す模式的な断面図である。図６は、待機ポッド７１の模式的な平面図である。図７は、ヒーター５１に冷却液を供給している様子を示す模式的な断面図である。図８は、ヒーター５１に冷却ガスを供給している様子を示す模式的な断面図である。
図５に示すように、処理ユニット２は、ヒーター５１を収容する待機ポッド７１を含む。ヒーター５１が待機位置に配置されると、ヒーター５１は平面視で待機ポッド７１に重なる。待機ポッド７１は、上方に開いた内部空間を形成している。ヒーター５１の待機位置は、ヒーター５１の少なくとも一部が待機ポッド７１の内部空間に配置される待機下位置と、ヒーター５１のいずれの部分も待機ポッド７１の上方に位置する待機上位置とを含む。
図５に示すように、処理ユニット２は、ヒーター５１を収容する待機ポッド７１を含む。ヒーター５１が待機位置に配置されると、ヒーター５１は平面視で待機ポッド７１に重なる。待機ポッド７１は、上方に開いた内部空間を形成している。ヒーター５１の待機位置は、ヒーター５１の少なくとも一部が待機ポッド７１の内部空間に配置される待機下位置と、ヒーター５１のいずれの部分も待機ポッド７１の上方に位置する待機上位置とを含む。
【0063】
ヒーター移動ユニット５９は、待機上位置と待機下位置との間でヒーター５１を昇降させる。待機ポッド７１は、待機下位置に位置するヒーター５１を取り囲む筒状の内周面７１ｉと、内周面７１ｉの下端を塞ぐ底面７１ｂとを含む。冷却液を吐出する冷却液吐出口７２と冷却ガスを吐出する冷却ガス吐出口７７とは、待機ポッド７１の内周面７１ｉで開口している。図５および図６は、複数の冷却液吐出口７２と複数の冷却ガス吐出口７７とが待機ポッド７１の内周面７１ｉに設けられた例を示している。
【0064】
待機ポッド７１の冷却液吐出口７２は、炭酸水などの冷却液を吐出する。冷却液吐出口７２から吐出される冷却液の具体例は、天井ノズル６０（図２参照）から吐出される冷却液の具体例と同様である。冷却液吐出口７２から吐出される冷却液は、天井ノズル６０から吐出される冷却液と同じであってもよいし、異なっていてもよい。冷却液吐出口７２から吐出される冷却液の温度は、天井ノズル６０から吐出される冷却液の温度と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【0065】
待機ポッド７１の冷却ガス吐出口７７は、窒素ガスなどの冷却ガスを吐出する。冷却ガス吐出口７７から吐出される冷却ガスの具体例は、ヒーター５１の内部に供給される冷却ガスの具体例と同様である。冷却ガス吐出口７７から吐出される冷却ガスは、ヒーター５１の内部に供給される冷却ガスと同じであってもよいし、異なっていてもよい。冷却ガス吐出口７７から吐出される冷却ガスの温度は、ヒーター５１の内部に供給される冷却ガスの温度と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【0066】
複数の冷却液吐出口７２は、互いに等しい高さに配置されている。同様に、複数の冷却ガス吐出口７７は、互いに等しい高さに配置されている。複数の冷却液吐出口７２は、複数の冷却ガス吐出口７７よりも下方に配置されている。複数の冷却ガス吐出口７７は、複数の冷却ガス吐出口７７よりも上方に配置されていてもよいし、複数の冷却ガス吐出口７７と等しい高さに配置されていてもよい。複数の冷却液吐出口７２は、上下方向に離れた複数の位置に配置されていてもよい。同様に、複数の冷却ガス吐出口７７は、上下方向に離れた複数の位置に配置されていてもよい。
【0067】
図６に示すように、複数の冷却液吐出口７２は、待機ポッド７１の内周面７１ｉの周方向に間隔を空けて配置されている。待機ポッド７１は、ヒーター５１に供給されるべき冷却液を案内する共通流路７４と、共通流路７４内の冷却液を複数の冷却液吐出口７２に案内する複数の分岐流路７３とを含む。冷却液配管７５は、共通流路７４に接続されている。冷却液配管７５に介装された冷却液バルブ７６が開かれると、冷却液が全ての冷却液吐出口７２に供給され、全ての冷却液吐出口７２が冷却液を吐出する。
【0068】
冷却液吐出口７２と同様に、複数の冷却ガス吐出口７７も、待機ポッド７１の内周面７１ｉの周方向に間隔を空けて配置されている。待機ポッド７１は、ヒーター５１に供給されるべき冷却ガスを案内する共通流路７９と、共通流路７９内の冷却ガスを複数の冷却ガス吐出口７７に案内する複数の分岐流路７８とを含む。冷却ガス配管８０は、共通流路７９に接続されている。冷却ガス配管８０に介装された冷却ガスバルブ８１が開かれると、冷却ガスが全ての冷却ガス吐出口７７に供給され、全ての冷却ガス吐出口７７が冷却ガスを吐出する。
【0069】
冷却液吐出口７２は、冷却液を水平に吐出してもよいし、斜め上または斜め下に吐出してもよい。冷却液の吐出角度が他の冷却液吐出口７２とは異なる冷却液吐出口７２が複数の冷却液吐出口７２に含まれていてもよい。同様に、冷却ガス吐出口７７は、冷却ガスを水平に吐出してもよいし、斜め上または斜め下に吐出してもよい。冷却ガスの吐出角度が他の冷却ガス吐出口７７とは異なる冷却ガス吐出口７７が複数の冷却ガス吐出口７７に含まれていてもよい。図５は、全ての冷却液吐出口７２が斜め上に冷却液を吐出し、全ての冷却ガス吐出口７７が水平に冷却ガスを吐出する例を示している。
【0070】
待機ポッド７１内の液体を排出する排液口８２は、待機ポッド７１の内周面７１ｉまたは底面７１ｂで開口している。図５は、排液口８２が待機ポッド７１の底面７１ｂに設けられた例を示している。排液口８２は、待機ポッド７１の内周面７１ｉの最下端で開口していてもよい。排液口８２は、排液配管８３に接続されている。排液配管８３に介装された排液バルブ８４が開かれると、待機ポッド７１内の液体が排液口８２を通じて排液配管８３に排出される。排液バルブ８４が閉じられると、冷却液などの液体が待機ポッド７１内に留まる。
【0071】
図７に示すように、冷却液でヒーター５１を冷却するときは、ヒーター５１の少なくとも一部を待機ポッド７１の内部空間に位置させながら、複数の冷却液吐出口７２に冷却液を吐出させる。冷却液吐出口７２から吐出された冷却液は、待機下位置に位置するヒーター５１の外周面５１ｏに衝突した後、ヒーター５１の外周面に沿って下方に流れる。これにより、ヒーター５１が冷却される。
【0072】
冷却液吐出口７２が冷却液を吐出しているとき、ヒーター５１を静止させてもよいし、昇降させてもよい。ヒーター５１を昇降させれば、冷却液吐出口７２から吐出された冷却液がヒーター５１に最初に当たる位置がヒーター５１の外周面５１ｏ内で上下に移動するので、ヒーター５１を均一に冷却できる。また、冷却液吐出口７２が冷却液を吐出しているとき、排液バルブ８４を開いてもよいし、閉じてもよい。排液バルブ８４を閉じれば、冷却液が待機ポッド７１内に溜まるので、ヒーター５１の少なくとも一部を待機ポッド７１内の冷却液に沈めることができる。これにより、冷却液がヒーター５１に接触する時間および面積を増やすことができ、ヒーター５１を効果的に冷却できる。
【0073】
冷却液バルブ７６が閉じられ、冷却液の吐出が停止された後は、図８に示すように、冷却ガスバルブ８１を開き、冷却ガス吐出口７７に冷却ガスを吐出させる。冷却ガス吐出口７７から吐出された冷却ガスは、待機下位置に位置するヒーター５１の外周面５１ｏ内の衝突位置に衝突した後、衝突位置からヒーター５１の外周面５１ｏに沿って放射状にあらゆる方向に流れる。これにより、ヒーター５１の外周面５１ｏに沿って流れる気流が形成され、ヒーター５１が冷却される。ヒーター５１に付着している冷却液は、ヒーター５１への冷却ガスの供給によって蒸発する。これにより、ヒーター５１をさらに冷却でき、ヒーター５１に残留する冷却液の量を減らすことができる。
【0074】
冷却ガス吐出口７７が冷却ガスを吐出しているとき、ヒーター５１を静止させてもよいし、昇降させてもよい。ヒーター５１を昇降させれば、ヒーター５１を均一に冷却でき、冷却液の残留量をさらに減らすことができる。冷却液の残留量を零または概ね零まで減らせば、ヒーター５１を乾燥させることができ、ヒーター５１からの冷却液の落下を防止できる。
【0075】
図９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。
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。
【0076】
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に設けられてもよい。
【0077】
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。
【0078】
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。
【0079】
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。
【0080】
図１０は、基板処理装置１によって行われる基板Ｗの処理の一例（第１処理例）について説明するための工程図である。以下では、図２および図１０を参照する。
基板処理装置１によって基板Ｗを処理するときは、チャンバー４内に基板Ｗを搬入する搬入工程を行う（図１０のステップＳ１）。
具体的には、全てのガード４２が待機位置に位置しており、全てのスキャンノズルが待機位置に位置している状態で、センターロボットＣＲ（図１Ａ参照）が、基板ＷをハンドＨｃで支持しながら、ハンドＨｃをチャンバー４内に進入させる。その後、センターロボットＣＲは、基板Ｗの表面が上に向けられた状態でハンドＨｃ上の基板Ｗを複数のチャックピン１１の上に置く。その後、複数のチャックピン１１が基板Ｗの外周面に押し付けられ、基板Ｗが把持される。センターロボットＣＲは、基板Ｗをスピンチャック１０の上に置いた後、ハンドＨｃをチャンバー４の内部から退避させる。
基板処理装置１によって基板Ｗを処理するときは、チャンバー４内に基板Ｗを搬入する搬入工程を行う（図１０のステップＳ１）。
具体的には、全てのガード４２が待機位置に位置しており、全てのスキャンノズルが待機位置に位置している状態で、センターロボットＣＲ（図１Ａ参照）が、基板ＷをハンドＨｃで支持しながら、ハンドＨｃをチャンバー４内に進入させる。その後、センターロボットＣＲは、基板Ｗの表面が上に向けられた状態でハンドＨｃ上の基板Ｗを複数のチャックピン１１の上に置く。その後、複数のチャックピン１１が基板Ｗの外周面に押し付けられ、基板Ｗが把持される。センターロボットＣＲは、基板Ｗをスピンチャック１０の上に置いた後、ハンドＨｃをチャンバー４の内部から退避させる。
【0081】
センターロボットＣＲがハンドＨｃを退避させ、基板Ｗが複数のチャックピン１１に把持された後は、電動モータ１４が駆動され、基板Ｗの回転が開始される（図１０のステップＳ２）。さらに、気体バルブ４０が開かれ、スピンベース１２の中央開口３８ｏが窒素ガスの吐出を開始する。スピンベース１２の中央開口３８ｏから吐出された窒素ガスは、基板Ｗとスピンベース１２との間の空間を放射状にあらゆる方向に広がる。これにより、基板Ｗとスピンベース１２との間の空間が、窒素ガスで満たされる。
【0082】
次に、過酸化水素水を基板Ｗの上面に供給する事前過酸化水素水供給工程を行う（図１０のステップＳ３）。
具体的には、第１ノズル移動ユニット２３が第１薬液ノズル１６を待機位置から処理位置に移動させる。その後、少なくとも一つのガード４２が処理位置に位置している状態で、過酸化水素水バルブ２１が開かれ、第１薬液ノズル１６が過酸化水素水の吐出を開始する。第１薬液ノズル１６が過酸化水素水を吐出しているとき、第１ノズル移動ユニット２３は、基板Ｗの上面に対する過酸化水素水の着液位置が中央部と外周部とを通るように着液位置を移動させてもよいし、中央部で着液位置を静止させてもよい。
具体的には、第１ノズル移動ユニット２３が第１薬液ノズル１６を待機位置から処理位置に移動させる。その後、少なくとも一つのガード４２が処理位置に位置している状態で、過酸化水素水バルブ２１が開かれ、第１薬液ノズル１６が過酸化水素水の吐出を開始する。第１薬液ノズル１６が過酸化水素水を吐出しているとき、第１ノズル移動ユニット２３は、基板Ｗの上面に対する過酸化水素水の着液位置が中央部と外周部とを通るように着液位置を移動させてもよいし、中央部で着液位置を静止させてもよい。
【0083】
第１薬液ノズル１６から吐出された過酸化水素水は、事前過酸化水素水供給速度で回転している基板Ｗの上面に衝突した後、遠心力によって基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。これにより、過酸化水素水が基板Ｗの上面全域に供給され、基板Ｗの上面全域が過酸化水素水の液膜で覆われる。第１ノズル移動ユニット２３が過酸化水素水の着液位置を移動させる場合は、過酸化水素水の着液位置が基板Ｗの上面全域を通過する。これにより、過酸化水素水が基板Ｗの上面に均一に供給される。
【0084】
次に、第１薬液の一例であるＳＰＭを基板Ｗの上面に供給するエッチング液供給工程と、基板Ｗ上のＳＰＭをヒーター５１で加熱する加熱工程と、を行う（図１０のステップＳ４）。
具体的には、少なくとも一つのガード４２が処理位置に位置しており、過酸化水素水バルブ２１が開いた状態で、硫酸バルブ１８が開かれる。これにより、過酸化水素水と硫酸とが混ざり合い、混合前の過酸化水素水および硫酸よりも高温のＳＰＭが生成される。その後、ＳＰＭが第１薬液ノズル１６から下方に吐出される。これにより、ＳＰＭの吐出が開始される。ＳＰＭの吐出が開始される前に、ガード昇降ユニット４７は、基板Ｗから外方に飛散した液体を受け止めるガード４２を切り替えるために、少なくとも一つのガード４２を鉛直に移動させてもよい。
具体的には、少なくとも一つのガード４２が処理位置に位置しており、過酸化水素水バルブ２１が開いた状態で、硫酸バルブ１８が開かれる。これにより、過酸化水素水と硫酸とが混ざり合い、混合前の過酸化水素水および硫酸よりも高温のＳＰＭが生成される。その後、ＳＰＭが第１薬液ノズル１６から下方に吐出される。これにより、ＳＰＭの吐出が開始される。ＳＰＭの吐出が開始される前に、ガード昇降ユニット４７は、基板Ｗから外方に飛散した液体を受け止めるガード４２を切り替えるために、少なくとも一つのガード４２を鉛直に移動させてもよい。
【0085】
第１薬液ノズル１６から吐出されたＳＰＭは、第１薬液供給速度で回転している基板Ｗの上面に衝突した後、遠心力によって基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。基板Ｗ上の過酸化水素水は、ＳＰＭに置換される。これにより、ＳＰＭが基板Ｗの上面全域に供給され、基板Ｗの上面全域がＳＰＭの液膜で覆われる。第１薬液ノズル１６がＳＰＭを吐出しているとき、第１ノズル移動ユニット２３は、基板Ｗの上面に対するＳＰＭの着液位置が中央部と外周部とを通るように着液位置を移動させてもよいし、中央部で着液位置を静止させてもよい。
【0086】
ヒーター移動ユニット５９は、待機位置に位置するヒーター５１を基板Ｗの上方に移動させる。その後、制御装置３は、単位時間当たりのヒーター５１の発熱量を意味するヒーター５１の出力をレシピで指定された出力値に設定する。これにより、ヒーター５１への電力の供給が開始され、ヒーター５１が発熱を開始する。そのため、ヒーター５１の温度が上昇し、一定または概ね一定に維持される。ヒーター５１の発熱は、全ての過酸化水素水がＳＰＭで置換された後に開始されてもよいし、基板Ｗの上面の少なくとも一部が過酸化水素水で覆われた状態で開始されてもよい。ヒーター５１の温度は、ＳＰＭのその濃度における沸点以上（たとえば、２００℃以上）であってもよいし、当該沸点未満であってもよい。いずれの場合でも、ヒーター５１の温度は１００℃以上まで上昇する。
【0087】
ＳＰＭが基板Ｗの上面にある状態でヒーター５１が基板Ｗの上方で発熱すると、基板Ｗ上のＳＰＭがヒーター５１によって加熱される。それだけでなく、基板Ｗもヒーター５１によって加熱される。これにより、基板ＷおよびＳＰＭの温度がヒーター５１の温度に近い値まで上昇し、その値に維持される。ＳＰＭの温度が上昇すると、ＳＰＭの酸化力（腐食力）がさらに強くなり、ＳＰＭに溶解する単位時間当たりの基板Ｗの量が増加する。これにより、ＳＰＭによってエッチングされるエッチング対象物９３（図１４参照）のエッチング速度が上昇する。
【0088】
ヒーター５１が発熱しているとき、ヒーター５１の下面５１Ｌは、ＳＰＭなどの基板Ｗ上の液体に接していてもよいし、基板Ｗ上の液体から上方に離れていてもよい。後者の場合、ヒーター５１の下面５１Ｌは、最も外側のガード４２の上端部４２ｕよりも下方に配置されていてもよい。ヒーター５１の下面５１Ｌを基板Ｗ上のＳＰＭに接触させたり、基板Ｗ上のＳＰＭに近接させたりすれば、基板ＷおよびＳＰＭを効率的に加熱でき、基板ＷおよびＳＰＭの温度をさらに上昇させることができる。
【0089】
ヒーター５１が発熱しているとき、ヒーター移動ユニット５９は、基板Ｗの上方でヒーター５１を水平に移動させてもよいし、静止させてもよい。前者の場合、ヒーター移動ユニット５９は、平面視でヒーター５１が基板Ｗの上面中央部に重なる中央位置と平面視でヒーター５１が基板Ｗの上面外周部に重なる外周位置との間でヒーター５１を水平に往復させてもよい（ハーフスキャン）。もしくは、ヒーター移動ユニット５９は、２つの外周位置でヒーター５１を水平に往復させることにより、ヒーター５１に中央位置を通過させてもよい（フルスキャン）。
【0090】
ヒーター移動ユニット５９が基板Ｗの上方でヒーター５１を水平に移動させる場合、第１ノズル移動ユニット２３は、第１薬液ノズル１６がＳＰＭを吐出している状態で、第１薬液ノズル１６を水平に移動させてもよい。この場合、第１薬液ノズル１６とヒーター５１との間の距離を一定に維持しながら、第１薬液ノズル１６およびヒーター５１を移動させてもよいし、第１薬液ノズル１６とヒーター５１との間の距離を変更しながら、第１薬液ノズル１６およびヒーター５１を移動させてもよい。
【0091】
ヒーター５１の発熱が開始されてから所定時間が経過すると、制御装置３は、ヒーター５１への電力の供給を停止し、ヒーター５１に発熱を停止させる。これにより、ヒーター５１の温度が下がり始める。ヒーター移動ユニット５９は、ヒーター５１への電力の供給が停止された後、ヒーター５１を基板Ｗの上方から待機位置に移動させる。ヒーター５１の移動は、第１薬液ノズル１６がＳＰＭの吐出を停止するのと同時に開始されてもよいし、第１薬液ノズル１６がＳＰＭの吐出を停止する前または後に開始されてもよい。
【0092】
次に、過酸化水素水を基板Ｗの上面に供給する事後過酸化水素水供給工程を行う（図１０のステップＳ５）。
具体的には、少なくとも一つのガード４２が処理位置に位置しており、過酸化水素水バルブ２１が開いた状態で、硫酸バルブ１８が閉じられる。これにより、過酸化水素水だけが第１薬液ノズル１６に供給され、第１薬液ノズル１６から下方に吐出される。過酸化水素水の吐出が再開される前に、ガード昇降ユニット４７は、基板Ｗから外方に飛散した液体を受け止めるガード４２を切り替えるために、少なくとも一つのガード４２を鉛直に移動させてもよい。硫酸バルブ１８が閉じられてから所定時間が経過すると、過酸化水素水バルブ２１が閉じられ、過酸化水素水の吐出が停止される。その後、第１ノズル移動ユニット２３が、第１薬液ノズル１６を待機位置に移動させる。
具体的には、少なくとも一つのガード４２が処理位置に位置しており、過酸化水素水バルブ２１が開いた状態で、硫酸バルブ１８が閉じられる。これにより、過酸化水素水だけが第１薬液ノズル１６に供給され、第１薬液ノズル１６から下方に吐出される。過酸化水素水の吐出が再開される前に、ガード昇降ユニット４７は、基板Ｗから外方に飛散した液体を受け止めるガード４２を切り替えるために、少なくとも一つのガード４２を鉛直に移動させてもよい。硫酸バルブ１８が閉じられてから所定時間が経過すると、過酸化水素水バルブ２１が閉じられ、過酸化水素水の吐出が停止される。その後、第１ノズル移動ユニット２３が、第１薬液ノズル１６を待機位置に移動させる。
【0093】
第１薬液ノズル１６から吐出された過酸化水素水は、事後過酸化水素水供給速度で回転している基板Ｗの上面に衝突した後、遠心力によって基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。基板Ｗ上のＳＰＭは、過酸化水素水に置換される。これにより、過酸化水素水が基板Ｗの上面全域に供給され、基板Ｗの上面全域が過酸化水素水の液膜で覆われる。第１薬液ノズル１６が過酸化水素水を吐出しているとき、第１ノズル移動ユニット２３は、基板Ｗの上面に対する過酸化水素水の着液位置が中央部と外周部とを通るように着液位置を移動させてもよいし、中央部で着液位置を静止させてもよい。
【0094】
次に、リンス液の一例である純水を基板Ｗの上面に供給する第１中間リンス液供給工程と、ヒーター５１を冷却するヒーター冷却工程と、を行う（図１０のステップＳ６）。ヒーター冷却工程の詳細については後述する。
純水の供給に関しては、少なくとも一つのガード４２が処理位置に位置している状態で、純水バルブ３１が開かれ、リンス液ノズル２９が純水の吐出を開始する。純水の吐出が開始される前に、ガード昇降ユニット４７は、基板Ｗから外方に飛散した液体を受け止めるガード４２を切り替えるために、少なくとも一つのガード４２を鉛直に移動させてもよい。リンス液ノズル２９から吐出された純水は、第１中間リンス液供給速度で回転している基板Ｗの上面中央部に衝突した後、基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。基板Ｗ上の過酸化水素水は、純水によって洗い流される。これにより、純水が基板Ｗの上面全域に供給され、基板Ｗの上面全域が純水の液膜で覆われる。純水バルブ３１が開かれてから所定時間が経過すると、純水バルブ３１が閉じられ、純水の吐出が停止される。
純水の供給に関しては、少なくとも一つのガード４２が処理位置に位置している状態で、純水バルブ３１が開かれ、リンス液ノズル２９が純水の吐出を開始する。純水の吐出が開始される前に、ガード昇降ユニット４７は、基板Ｗから外方に飛散した液体を受け止めるガード４２を切り替えるために、少なくとも一つのガード４２を鉛直に移動させてもよい。リンス液ノズル２９から吐出された純水は、第１中間リンス液供給速度で回転している基板Ｗの上面中央部に衝突した後、基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。基板Ｗ上の過酸化水素水は、純水によって洗い流される。これにより、純水が基板Ｗの上面全域に供給され、基板Ｗの上面全域が純水の液膜で覆われる。純水バルブ３１が開かれてから所定時間が経過すると、純水バルブ３１が閉じられ、純水の吐出が停止される。
【0095】
基板Ｗ上の過酸化水素水が純水で置換された後は、過酸化水素水、ＳＰＭ、過酸化水素水、および純水を、再び、この順番で基板Ｗの上面に供給する。つまり、事前過酸化水素水供給工程（図１０のステップＳ３）から第１中間リンス液供給工程およびヒーター冷却工程（図１０のステップＳ６）までの１つのサイクルを１回以上行う繰り返し工程を行う（図１０のステップＳ７）。図１０におけるステップＳ７の「Ｎ」は、１以上の整数を意味している。したがって、ヒーター５１による基板ＷおよびＳＰＭの加熱が複数回行われ、基板ＷおよびＳＰＭの加熱が停止されるごとにヒーター５１が冷却される。
【0096】
最後の第１中間リンス液供給工程（図１０のステップＳ６）が行われた後は、リンス液の一例である温水（室温よりも高温の純水）を基板Ｗの上面に供給する第２中間リンス液供給工程を行う（図１０のステップＳ８）。
具体的には、少なくとも一つのガード４２が処理位置に位置している状態で、温水バルブ３３が開かれ、リンス液ノズル２９が温水の吐出を開始する。温水の吐出が開始される前に、ガード昇降ユニット４７は、基板Ｗから外方に飛散した液体を受け止めるガード４２を切り替えるために、少なくとも一つのガード４２を鉛直に移動させてもよい。リンス液ノズル２９から吐出された温水は、第２中間リンス液供給速度で回転している基板Ｗの上面中央部に衝突した後、基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。基板Ｗ上の純水は、温水に置換される。これにより、温水が基板Ｗの上面全域に供給され、基板Ｗの上面全域が温水の液膜で覆われる。温水バルブ３３が開かれてから所定時間が経過すると、温水バルブ３３が閉じられ、温水の吐出が停止される。
具体的には、少なくとも一つのガード４２が処理位置に位置している状態で、温水バルブ３３が開かれ、リンス液ノズル２９が温水の吐出を開始する。温水の吐出が開始される前に、ガード昇降ユニット４７は、基板Ｗから外方に飛散した液体を受け止めるガード４２を切り替えるために、少なくとも一つのガード４２を鉛直に移動させてもよい。リンス液ノズル２９から吐出された温水は、第２中間リンス液供給速度で回転している基板Ｗの上面中央部に衝突した後、基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。基板Ｗ上の純水は、温水に置換される。これにより、温水が基板Ｗの上面全域に供給され、基板Ｗの上面全域が温水の液膜で覆われる。温水バルブ３３が開かれてから所定時間が経過すると、温水バルブ３３が閉じられ、温水の吐出が停止される。
【0097】
次に、第２薬液の一例であるＳＣ１を基板Ｗの上面に供給するＳＣ１供給工程を行う（図１０のステップＳ９）。
具体的には、第２ノズル移動ユニット２８が第２薬液ノズル２４を待機位置から処理位置に移動させる。その後、少なくとも一つのガード４２が処理位置に位置している状態で、第２薬液バルブ２６が開かれ、第２薬液ノズル２４がＳＣ１の吐出を開始する。ＳＣ１の吐出が開始される前に、ガード昇降ユニット４７は、基板Ｗから外方に飛散した液体を受け止めるガード４２を切り替えるために、少なくとも一つのガード４２を鉛直に移動させてもよい。第２薬液バルブ２６が開かれてから所定時間が経過すると、第２薬液バルブ２６が閉じられ、ＳＣ１の吐出が停止される。その後、第２ノズル移動ユニット２８が、第２薬液ノズル２４を待機位置に移動させる。
具体的には、第２ノズル移動ユニット２８が第２薬液ノズル２４を待機位置から処理位置に移動させる。その後、少なくとも一つのガード４２が処理位置に位置している状態で、第２薬液バルブ２６が開かれ、第２薬液ノズル２４がＳＣ１の吐出を開始する。ＳＣ１の吐出が開始される前に、ガード昇降ユニット４７は、基板Ｗから外方に飛散した液体を受け止めるガード４２を切り替えるために、少なくとも一つのガード４２を鉛直に移動させてもよい。第２薬液バルブ２６が開かれてから所定時間が経過すると、第２薬液バルブ２６が閉じられ、ＳＣ１の吐出が停止される。その後、第２ノズル移動ユニット２８が、第２薬液ノズル２４を待機位置に移動させる。
【0098】
第２薬液ノズル２４から吐出されたＳＣ１は、第２薬液供給速度で回転している基板Ｗの上面に衝突した後、遠心力によって基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。基板Ｗ上の温水は、第２薬液ノズル２４から吐出されたＳＣ１に置換される。これにより、ＳＣ１が基板Ｗの上面全域に供給され、基板Ｗの上面全域がＳＣ１の液膜で覆われる。第２薬液ノズル２４がＳＣ１を吐出しているとき、第２ノズル移動ユニット２８は、基板Ｗの上面に対するＳＣ１の着液位置が中央部と外周部とを通るように着液位置を移動させてもよいし、中央部で着液位置を静止させてもよい。
【0099】
次に、リンス液の一例である温水を基板Ｗの上面に供給する第３中間リンス液供給工程を行う（図１０のステップＳ１０）。
具体的には、少なくとも一つのガード４２が処理位置に位置している状態で、温水バルブ３３が開かれ、リンス液ノズル２９が温水の吐出を開始する。温水の吐出が開始される前に、ガード昇降ユニット４７は、基板Ｗから外方に飛散した液体を受け止めるガード４２を切り替えるために、少なくとも一つのガード４２を鉛直に移動させてもよい。リンス液ノズル２９から吐出された温水は、第３中間リンス液供給速度で回転している基板Ｗの上面中央部に衝突した後、基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。基板Ｗ上のＳＣ１は、温水に置換される。これにより、温水が基板Ｗの上面全域に供給され、基板Ｗの上面全域が温水の液膜で覆われる。温水バルブ３３が開かれてから所定時間が経過すると、温水バルブ３３が閉じられ、温水の吐出が停止される。
具体的には、少なくとも一つのガード４２が処理位置に位置している状態で、温水バルブ３３が開かれ、リンス液ノズル２９が温水の吐出を開始する。温水の吐出が開始される前に、ガード昇降ユニット４７は、基板Ｗから外方に飛散した液体を受け止めるガード４２を切り替えるために、少なくとも一つのガード４２を鉛直に移動させてもよい。リンス液ノズル２９から吐出された温水は、第３中間リンス液供給速度で回転している基板Ｗの上面中央部に衝突した後、基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。基板Ｗ上のＳＣ１は、温水に置換される。これにより、温水が基板Ｗの上面全域に供給され、基板Ｗの上面全域が温水の液膜で覆われる。温水バルブ３３が開かれてから所定時間が経過すると、温水バルブ３３が閉じられ、温水の吐出が停止される。
【0100】
次に、リンス液の一例である純水を基板Ｗの上面に供給する最終リンス液供給工程を行う（図１０のステップＳ１１）。
具体的には、少なくとも一つのガード４２が処理位置に位置している状態で、純水バルブ３１が開かれ、リンス液ノズル２９が純水の吐出を開始する。純水の吐出が開始される前に、ガード昇降ユニット４７は、基板Ｗから外方に飛散した液体を受け止めるガード４２を切り替えるために、少なくとも一つのガード４２を鉛直に移動させてもよい。リンス液ノズル２９から吐出された純水は、最終リンス液供給速度で回転している基板Ｗの上面中央部に衝突した後、基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。基板Ｗ上の温水は、純水に置換される。これにより、純水が基板Ｗの上面全域に供給され、基板Ｗの上面全域が純水の液膜で覆われる。純水バルブ３１が開かれてから所定時間が経過すると、純水バルブ３１が閉じられ、純水の吐出が停止される。
具体的には、少なくとも一つのガード４２が処理位置に位置している状態で、純水バルブ３１が開かれ、リンス液ノズル２９が純水の吐出を開始する。純水の吐出が開始される前に、ガード昇降ユニット４７は、基板Ｗから外方に飛散した液体を受け止めるガード４２を切り替えるために、少なくとも一つのガード４２を鉛直に移動させてもよい。リンス液ノズル２９から吐出された純水は、最終リンス液供給速度で回転している基板Ｗの上面中央部に衝突した後、基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。基板Ｗ上の温水は、純水に置換される。これにより、純水が基板Ｗの上面全域に供給され、基板Ｗの上面全域が純水の液膜で覆われる。純水バルブ３１が開かれてから所定時間が経過すると、純水バルブ３１が閉じられ、純水の吐出が停止される。
【0101】
次に、基板Ｗの高速回転によって基板Ｗを乾燥させる乾燥工程を行う（図１０のステップＳ１２）。
具体的には、少なくとも一つのガード４２が処理位置に位置している状態で、電動モータ１４が基板Ｗの回転を加速させ、事前過酸化水素水供給工程から最終リンス液供給工程までの期間における基板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１４が回転を停止する。これにより、基板Ｗの回転が停止される（図１０のステップＳ１３）。
具体的には、少なくとも一つのガード４２が処理位置に位置している状態で、電動モータ１４が基板Ｗの回転を加速させ、事前過酸化水素水供給工程から最終リンス液供給工程までの期間における基板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１４が回転を停止する。これにより、基板Ｗの回転が停止される（図１０のステップＳ１３）。
【0102】
次に、基板Ｗをチャンバー４から搬出する搬出工程を行う（図１０のステップＳ１４）。
具体的には、ガード昇降ユニット４７が全てのガード４２を待機位置まで下降させる。さらに、気体バルブ４０が閉じられ、スピンベース１２の中央開口３８ｏが窒素ガスの吐出を停止する。その後、センターロボットＣＲが、ハンドＨｃをチャンバー４内に進入させる。センターロボットＣＲは、複数のチャックピン１１が基板Ｗの把持を解除した後、スピンチャック１０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、基板ＷをハンドＨｃで支持しながら、ハンドＨｃをチャンバー４の内部から退避させる。これにより、処理済みの基板Ｗがチャンバー４から搬出される。
具体的には、ガード昇降ユニット４７が全てのガード４２を待機位置まで下降させる。さらに、気体バルブ４０が閉じられ、スピンベース１２の中央開口３８ｏが窒素ガスの吐出を停止する。その後、センターロボットＣＲが、ハンドＨｃをチャンバー４内に進入させる。センターロボットＣＲは、複数のチャックピン１１が基板Ｗの把持を解除した後、スピンチャック１０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、基板ＷをハンドＨｃで支持しながら、ハンドＨｃをチャンバー４の内部から退避させる。これにより、処理済みの基板Ｗがチャンバー４から搬出される。
【0103】
図１１は、基板処理装置１によって行われる基板Ｗの処理の他の例（第２処理例）について説明するための工程図である。以下では、図２および図１１を参照する。
第２処理例における、事前過酸化水素水供給工程（図１１のステップＳ３）までの工程と、第１中間リンス液供給工程（図１１のステップＳ６）以降の工程は、第１処理例と同様である。したがって、以下では、事前過酸化水素水供給工程（図１１のステップＳ３）から第１中間リンス液供給工程（図１１のステップＳ６）までの間に行われる工程について説明する。
第２処理例における、事前過酸化水素水供給工程（図１１のステップＳ３）までの工程と、第１中間リンス液供給工程（図１１のステップＳ６）以降の工程は、第１処理例と同様である。したがって、以下では、事前過酸化水素水供給工程（図１１のステップＳ３）から第１中間リンス液供給工程（図１１のステップＳ６）までの間に行われる工程について説明する。
【0104】
事前過酸化水素水供給工程（図１１のステップＳ３）において基板Ｗの上面全域が過酸化水素水の液膜で覆われた後は、基板Ｗの上面全域を覆うＳＰＭの液膜を形成する液膜形成工程を行う（図１１のステップＳ４１）。
具体的には、少なくとも一つのガード４２が処理位置に位置しており、過酸化水素水バルブ２１が開いた状態で、硫酸バルブ１８が開かれ、第１薬液ノズル１６がＳＰＭの吐出を開始する。第１薬液ノズル１６から吐出されたＳＰＭは、液膜形成速度で回転している基板Ｗの上面に衝突した後、遠心力によって基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。基板Ｗ上の過酸化水素水は、ＳＰＭに置換される。これにより、ＳＰＭが基板Ｗの上面全域に供給され、基板Ｗの上面全域がＳＰＭの液膜で覆われる。
具体的には、少なくとも一つのガード４２が処理位置に位置しており、過酸化水素水バルブ２１が開いた状態で、硫酸バルブ１８が開かれ、第１薬液ノズル１６がＳＰＭの吐出を開始する。第１薬液ノズル１６から吐出されたＳＰＭは、液膜形成速度で回転している基板Ｗの上面に衝突した後、遠心力によって基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。基板Ｗ上の過酸化水素水は、ＳＰＭに置換される。これにより、ＳＰＭが基板Ｗの上面全域に供給され、基板Ｗの上面全域がＳＰＭの液膜で覆われる。
【0105】
ＳＰＭの吐出が開始される前に、ガード昇降ユニット４７は、基板Ｗから外方に飛散した液体を受け止めるガード４２を切り替えるために、少なくとも一つのガード４２を鉛直に移動させてもよい。第１薬液ノズル１６がＳＰＭを吐出しているとき、第１ノズル移動ユニット２３は、基板Ｗの上面に対するＳＰＭの着液位置が中央部と外周部とを通るように着液位置を移動させてもよいし、中央部で着液位置を静止させてもよい。
【0106】
基板Ｗの上面全域がＳＰＭの液膜で覆われた後は、基板Ｗへの新たなＳＰＭの供給を停止しながら、基板Ｗの上面全域がＳＰＭの液膜で覆われた状態を維持するパドル工程と、基板Ｗ上のＳＰＭをヒーター５１で加熱する加熱工程と、を行う（図１１のステップＳ４２）。
具体的には、電動モータ１４が基板Ｗの回転を０以上で液膜形成速度よりも小さいパドル速度（たとえば０～３０ｒｐｍ）まで低下させる。これにより、基板Ｗから排出されるＳＰＭの量が零または概ね零まで減少する。その後、硫酸バルブ１８および過酸化水素水バルブ２１の両方が閉じられ、第１薬液ノズル１６がＳＰＭの吐出を停止する。ＳＰＭの吐出が停止された後、第１ノズル移動ユニット２３は、第１薬液ノズル１６を待機位置に移動させてもよいし、基板Ｗの上方に位置させてもよい。
具体的には、電動モータ１４が基板Ｗの回転を０以上で液膜形成速度よりも小さいパドル速度（たとえば０～３０ｒｐｍ）まで低下させる。これにより、基板Ｗから排出されるＳＰＭの量が零または概ね零まで減少する。その後、硫酸バルブ１８および過酸化水素水バルブ２１の両方が閉じられ、第１薬液ノズル１６がＳＰＭの吐出を停止する。ＳＰＭの吐出が停止された後、第１ノズル移動ユニット２３は、第１薬液ノズル１６を待機位置に移動させてもよいし、基板Ｗの上方に位置させてもよい。
【0107】
ＳＰＭの吐出が停止されると、基板Ｗへの新たなＳＰＭの供給が停止される。しかしながら、基板Ｗの回転速度がパドル速度まで低下しており、基板Ｗから排出されるＳＰＭの量が極めて少ないので、基板Ｗの上面全域を覆うＳＰＭの液膜が基板Ｗ上に保持される。したがって、基板Ｗの回転速度がパドル速度に維持されているときは、基板Ｗの上面全域がＳＰＭの液膜で覆われた状態が続く。
【0108】
ヒーター移動ユニット５９は、待機位置に位置するヒーター５１を基板Ｗの上方に移動させる。その後、制御装置３は、ヒーター５１の出力をレシピで指定された出力値に設定する。これにより、ヒーター５１への電力の供給が開始され、ヒーター５１が発熱を開始する。そのため、ヒーター５１の温度が上昇し、一定または概ね一定に維持される。ヒーター５１の発熱は、基板Ｗの回転速度が液膜形成速度のときに開始されてもよいし、パドル速度のときに開始されてもよい。ヒーター５１の温度は、ＳＰＭのその濃度における沸点以上であってもよいし、当該沸点未満であってもよい。いずれの場合でも、ヒーター５１の温度は１００℃以上まで上昇する。
【0109】
ヒーター５１が発熱しているとき、ヒーター５１の下面５１Ｌは、ＳＰＭなどの基板Ｗ上の液体に接していてもよいし、基板Ｗ上の液体から上方に離れていてもよい。ヒーター５１が発熱しているとき、ヒーター移動ユニット５９は、基板Ｗの上方でヒーター５１を水平に移動させてもよいし、静止させてもよい。ヒーター移動ユニット５９が基板Ｗの上方でヒーター５１を水平に移動させる場合、第１ノズル移動ユニット２３は、第１薬液ノズル１６がＳＰＭを吐出している状態で、第１薬液ノズル１６を水平に移動させてもよい。
【0110】
次に、基板Ｗへの新たなＳＰＭの供給を停止しながら、基板Ｗの上面全域がＳＰＭの液膜で覆われた状態を維持するパドル工程と、ヒーター５１を冷却するヒーター冷却工程と、を行う（図１１のステップＳ４３）。
具体的には、ヒーター５１の発熱が開始されてから所定時間が経過すると、制御装置３は、ヒーター５１への電力の供給を停止し、ヒーター５１に発熱を停止させる。その後、基板Ｗの上面全域がＳＰＭの液膜で覆われた状態、つまり、第１薬液ノズル１６がＳＰＭの吐出を停止しており、基板Ｗの回転速度がパドル速度に維持された状態で、ヒーター移動ユニット５９が、基板Ｗの上方に位置するヒーター５１を待機位置に移動させる。その後、ヒーター５１を冷却する。ヒーター冷却工程の詳細については後述する。
具体的には、ヒーター５１の発熱が開始されてから所定時間が経過すると、制御装置３は、ヒーター５１への電力の供給を停止し、ヒーター５１に発熱を停止させる。その後、基板Ｗの上面全域がＳＰＭの液膜で覆われた状態、つまり、第１薬液ノズル１６がＳＰＭの吐出を停止しており、基板Ｗの回転速度がパドル速度に維持された状態で、ヒーター移動ユニット５９が、基板Ｗの上方に位置するヒーター５１を待機位置に移動させる。その後、ヒーター５１を冷却する。ヒーター冷却工程の詳細については後述する。
【0111】
ヒーター５１が待機位置で冷却された後は、ヒーター５１を再び基板Ｗの上方に移動させ、基板ＷおよびＳＰＭをヒーター５１で加熱する。その後、ヒーター５１を待機位置で冷却する。つまり、パドル工程および加熱工程（図１１のステップＳ４２）からパドル工程およびヒーター冷却工程（図１１のステップＳ４３）までの１つのサイクルを１回以上行う繰り返し工程を行う（図１１のステップＳ４４）。必要であれば、２回目以降のサイクルにおいて、第１薬液ノズル１６にＳＰＭを吐出させ、基板Ｗ上のＳＰＭに新たなＳＰＭを補充してもよい。このようにすれば、基板Ｗの上面全域がＳＰＭの液膜で覆われた状態を確実に維持できる。
【0112】
最後のパドル工程およびヒーター冷却工程（図１１のステップＳ４３）が行われた後は、過酸化水素水を基板Ｗの上面に供給する事後過酸化水素水供給工程を行う（図１１のステップＳ５）。
具体的には、第１薬液ノズル１６が待機位置に位置している場合は、第１ノズル移動ユニット２３が第１薬液ノズル１６を待機位置から処理位置に移動させる。その後、少なくとも一つのガード４２が処理位置に位置しており、硫酸バルブ１８が閉じられた状態で、過酸化水素水バルブ２１が開かれ、第１薬液ノズル１６が過酸化水素水の吐出を開始する。第１薬液ノズル１６が過酸化水素水を吐出しているとき、第１ノズル移動ユニット２３は、基板Ｗの上面に対する過酸化水素水の着液位置が中央部と外周部とを通るように着液位置を移動させてもよいし、中央部で着液位置を静止させてもよい。
具体的には、第１薬液ノズル１６が待機位置に位置している場合は、第１ノズル移動ユニット２３が第１薬液ノズル１６を待機位置から処理位置に移動させる。その後、少なくとも一つのガード４２が処理位置に位置しており、硫酸バルブ１８が閉じられた状態で、過酸化水素水バルブ２１が開かれ、第１薬液ノズル１６が過酸化水素水の吐出を開始する。第１薬液ノズル１６が過酸化水素水を吐出しているとき、第１ノズル移動ユニット２３は、基板Ｗの上面に対する過酸化水素水の着液位置が中央部と外周部とを通るように着液位置を移動させてもよいし、中央部で着液位置を静止させてもよい。
【0113】
第１薬液ノズル１６から吐出された過酸化水素水は、事前過酸化水素水供給速度で回転している基板Ｗの上面に衝突した後、遠心力によって基板Ｗの上面に沿って外方に流れる。基板Ｗ上のＳＰＭは、過酸化水素水に置換される。これにより、過酸化水素水が基板Ｗの上面全域に供給され、基板Ｗの上面全域が過酸化水素水の液膜で覆われる。過酸化水素水バルブ２１が開かれてから所定時間が経過すると、過酸化水素水バルブ２１が閉じられ、過酸化水素水の吐出が停止される。その後、第１ノズル移動ユニット２３が、第１薬液ノズル１６を待機位置に移動させる。
【0114】
基板Ｗ上のＳＰＭが過酸化水素水で置換された後は、第１処理例と同様に、第１中間リンス液供給工程（図１１のステップＳ６）以降の全ての工程を行う。したがって、純水、温水、ＳＣ１、温水、および純水が、この順番で基板Ｗの上面に供給され、その後、基板Ｗの高速回転により基板Ｗが乾燥する。ただし、第２処理例の第１中間リンス液供給工程（図１１のステップＳ６）では、ヒーター５１の冷却を行わなくてもよい。基板Ｗが乾燥した後は、センターロボットＣＲ（図１Ａ参照）が処理済みの基板Ｗをチャンバー４から搬出する。
【0115】
図１２は、基板Ｗの外側でヒーター５１を冷却している様子の一例を示す模式図である。図１３は、基板Ｗの上方でヒーター５１を冷却している様子の一例を示す模式図である。
図１２は、図１０に示す第１処理例と図１１に示す第２処理例で行われるヒーター冷却工程の一例を示している。図１３は、第１処理例で行われるヒーター冷却工程の一例を示している。第１処理例で行われるヒーター冷却工程は、図１２に示す例と図１３に示す例のいずれかあってもよいし、図１２に示す例と図１３に示す例の両方が、第１処理例で行われる複数のヒーター冷却工程に含まれていてもよい。たとえば、図１２に示す例と図１３に示す例とが交互に行われてもよい。
図１２は、図１０に示す第１処理例と図１１に示す第２処理例で行われるヒーター冷却工程の一例を示している。図１３は、第１処理例で行われるヒーター冷却工程の一例を示している。第１処理例で行われるヒーター冷却工程は、図１２に示す例と図１３に示す例のいずれかあってもよいし、図１２に示す例と図１３に示す例の両方が、第１処理例で行われる複数のヒーター冷却工程に含まれていてもよい。たとえば、図１２に示す例と図１３に示す例とが交互に行われてもよい。
【0116】
最初に、基板Ｗの外側でヒーター５１を冷却するときの流れの一例を説明する。図１２に示すように、基板Ｗの外側でヒーター５１を冷却するときは、基板Ｗの上方に位置するヒーター５１を、待機上位置まで水平に移動させ、その後、待機下位置まで下降させる。これにより、ヒーター５１が待機ポッド７１に差し込まれる。さらに、冷却液バルブ７６を開き、待機ポッド７１の冷却液吐出口７２に冷却液の吐出を開始させる。冷却液の吐出は、ヒーター５１が待機ポッド７１に差し込まれるのと同時に開始されてもよいし、ヒーター５１が待機ポッド７１に差し込まれる前または差し込まれた後に開始されてもよい。
【0117】
冷却液吐出口７２から吐出された冷却液は、待機下位置に位置するヒーター５１の外周面５１ｏに衝突した後、ヒーター５１の外周面５１ｏに沿って下方に流れる。これにより、ヒーター５１が冷却される。さらに、ヒーター５１に付着しているＳＰＭなどの薬液が冷却液によって洗い流され、ヒーター５１が洗浄される。冷却液バルブ７６が開かれてから所定時間が経過すると、冷却液バルブ７６を閉じて、冷却液吐出口７２に冷却液の吐出を停止させる。
【0118】
冷却液吐出口７２が冷却液を吐出しているとき、ヒーター５１を静止させてもよいし、昇降させてもよい。ヒーター５１を昇降させれば、冷却液吐出口７２から吐出された冷却液がヒーター５１に最初に当たる位置がヒーター５１の外周面５１ｏ内で上下に移動するので、ヒーター５１を均一に冷却および洗浄できる。冷却液吐出口７２が冷却液を吐出しているとき、排液バルブ８４を開いてもよいし、閉じてもよい。排液バルブ８４を閉じれば、冷却液が待機ポッド７１内に溜まるので、ヒーター５１の少なくとも一部を待機ポッド７１内の冷却液に沈めることができる。これにより、冷却液がヒーター５１に接触する時間および面積を増やすことができ、ヒーター５１を効果的に冷却できる。
【0119】
冷却液の吐出が停止された後は、冷却ガスバルブ８１を開き、待機ポッド７１の冷却ガス吐出口７７に冷却ガスの吐出を開始させる。冷却ガス吐出口７７から吐出された冷却ガスは、待機下位置に位置するヒーター５１の外周面５１ｏ内の衝突位置に衝突した後、衝突位置からヒーター５１の外周面５１ｏに沿って放射状にあらゆる方向に流れる。これにより、ヒーター５１の外周面５１ｏに沿って流れる気流が形成され、ヒーター５１が冷却される。ヒーター５１に付着している冷却液は、ヒーター５１への冷却ガスの供給によって蒸発する。これにより、ヒーター５１をさらに冷却でき、ヒーター５１に残留する冷却液の量を減らすことができる。
【0120】
冷却ガスバルブ８１が開かれてから所定時間が経過すると、冷却ガスバルブ８１を閉じ、冷却ガス吐出口７７に冷却ガスの吐出を停止させる。冷却ガス吐出口７７が冷却ガスを吐出しているとき、ヒーター移動ユニット５９は、ヒーター５１を静止させてもよいし、昇降させてもよい。ヒーター５１を昇降させれば、ヒーター５１を均一に冷却でき、冷却液の残留量をさらに減らすことができる。冷却液の残留量を零または概ね零まで減らせば、ヒーター５１を乾燥させることができ、ヒーター５１からの冷却液の落下を防止できる。
【0121】
次に、基板Ｗの上方でヒーター５１を冷却するときの流れの一例を説明する。図１３に示す例では、リンス液ノズル２９にリンス液を吐出させながら、天井ノズル６０に冷却液を吐出させている。ヒーター移動ユニット５９は、リンス液ノズル２９から吐出されたリンス液がヒーター５１に衝突せず、かつ、天井ノズル６０から吐出された冷却液がヒーター５１に衝突する冷却位置に、ヒーター５１を移動させる。ヒーター５１が既に冷却位置に配置されている場合は、ヒーター移動ユニット５９は、ヒーター５１をその場で静止させればよい。図１３は、ヒーター５１が基板ＷおよびＳＰＭを加熱した後、ヒーター移動ユニット５９がヒーター５１を上方に移動させた例を示している。この例では、ヒーター５１は、平面視で基板Ｗの中央部に重なる位置に配置されている。
【0122】
基板Ｗの外側でヒーター５１を冷却するときは、冷却液バルブ６２を開き、天井ノズル６０に冷却液の吐出を開始させる。冷却液の吐出は、ヒーター５１が冷却位置に到達するのと同時に開始されてもよいし、ヒーター５１が冷却位置に到達する前または到達した後に開始されてもよい。冷却液の吐出は、リンス液ノズル２９がリンス液の吐出を開始するのと同時に開始されてもよいし、リンス液ノズル２９がリンス液の吐出を開始する前または開始した後に開始されてもよい。
【0123】
天井ノズル６０から吐出された冷却液は、ヒーター５１の上面内の衝突位置に衝突した後、衝突位置からヒーター５１の上面に沿って放射状にあらゆる方向に流れる。その後、冷却液は、ヒーター５１の上面からヒーター５１の外周面５１ｏに移動し、ヒーター５１の外周面５１ｏに沿って下方に流れる。これにより、ヒーター５１が冷却される。さらに、ヒーター５１に付着しているＳＰＭなどの薬液が冷却液によって洗い流され、ヒーター５１が洗浄される。
【0124】
天井ノズル６０が冷却液を吐出しているとき、ヒーター移動ユニット５９は、ヒーター５１を静止させてもよいし、水平に揺動させてもよい。後者の場合、ヒーター移動ユニット５９は、天井ノズル６０から吐出された冷却液がヒーター５１に直接当たる範囲内でヒーター５１を水平に揺動させてもよいし、天井ノズル６０から吐出された冷却液がヒーター５１に直接当たらない位置までヒーター５１を水平に移動させてもよい。ヒーター５１を水平に揺動させれば、冷却液がヒーター５１に接触する範囲が広がるので、ヒーター５１を均一に冷却および洗浄できる。
【0125】
天井ノズル６０からヒーター５１に供給された冷却液は、ヒーター５１から落下し、基板Ｗ上のリンス液に混ざる。冷却液およびリンス液は、いずれも、水を主成分とする水含有液である。したがって、基板Ｗの処理に影響を及ぼすことなく、または、影響を最小限に抑えながら、ヒーター５１を冷却できる。特に、冷却液およびリンス液が同じ液体（成分が同じ液体）であれば、冷却液が基板Ｗ上のリンス液に混ざっても、基板Ｗ上の液体に含まれる成分は変わらない。
【0126】
冷却液バルブ６２が開かれてから所定時間が経過すると、冷却液バルブ６２を閉じて、天井ノズル６０に冷却液の吐出を停止させる。冷却液の吐出は、リンス液の吐出が停止されるのと同時に停止されてもよいし、リンス液の吐出が停止される前または停止された後に停止されてもよい。冷却液の吐出を停止した後に、基板Ｗの上面全域がリンス液の液膜で覆われた状態が維持される流量で、天井ノズル６０に冷却ガスを吐出させてもよい。このようにすれば、冷却ガスでヒーター５１をさらに冷却でき、ヒーター５１に残留する冷却液の量を減らすことができる。
【0127】
なお、冷却液および冷却ガスの温度とヒーター５１の冷却時間（冷却液および冷却ガスを吐出する時間）とは、基板Ｗおよびエッチング液をヒーター５１で複数回加熱しているときの基板Ｗおよびエッチング液の最高温度のばらつきが上限値を超えないように設定すればよい。ただし、ヒーター５１の冷却時間を長くすると、１枚の基板Ｗの処理に要する時間が増加するので、１枚の基板Ｗの処理に許容される時間を考慮しながら、ヒーター５１の冷却時間を設定する必要がある。
【0128】
図１４は、基板処理装置１によって処理される前と後の基板Ｗの断面の一例を示す模式的な断面図である。図１４（ａ）は、処理される前の基板Ｗの断面の一例を示している。図１４（ｂ）は、処理された後の基板Ｗの断面の一例を示している。図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示す基板Ｗの断面は、基板Ｗの表面および裏面に垂直な平面に沿う断面である。基板Ｗの厚み方向Ｄｔは、図１４の上下方向に相当する。
【0129】
エッチング対象物９３は、複数の積層膜９１を基板Ｗの厚み方向Ｄｔに貫通するホール９４内に配置されている。エッチング対象物９３は、ホール９４の底から基板Ｗの最表面に相当する複数の積層膜９１の最表面の方に延びている。エッチング対象物９３は、ホール９４よりも基板Ｗの厚み方向Ｄｔに短い。したがって、エッチング対象物９３の先端は、基板Ｗの最表面に対してホール９４の底側に配置されている。基板Ｗの最表面からエッチング対象物９３の先端までのホール９４の深さＤ１は、エッチング対象物９３の高さＨ１、つまり、エッチング対象物９３の先端からエッチング対象物９３の根元までの基板Ｗの厚み方向Ｄｔへの長さの半分以上である。
【0130】
複数の積層膜９１は、シリコンウエハなどの母材９２の上に形成されている。複数の積層膜９１は、複数の第１積層膜９１ａと複数の第２積層膜９１ｂとを含む。複数の第１積層膜９１ａと複数の第２積層膜９１ｂとは交互に積層されている。複数の積層膜９１は、ホール９４の底からエッチング対象物９３の先端までの範囲に位置する下層９１Ｌと、エッチング対象物９３の先端から基板Ｗの最表面までの範囲に位置する上層９１ｕとを含む。エッチング対象物９３は、下層９１Ｌを上下に貫通するホール９４の下部に埋め込まれている。
【0131】
積層膜９１の上層９１ｕは、エッチング対象物９３が積層膜９１の下層９１Ｌに埋め込まれた後、下層９１Ｌの上に積層される。その後、ホール９４の上部が上層９１ｕに形成され、ホール９４の上部とホール９４の下部とが繋がる。ここまでの工程は、基板処理装置１とは別の装置で行われる。基板処理装置１では、エッチング対象物９３を基板Ｗから除去する。これらの工程は、三次元ＮＡＮＤ型フラッシュメモリーの製造工程の一部である。複数の積層膜９１は、前記メモリーのメモリーセルアレイになる部分である。メモリーセルアレイは、前後方向、左右方向、および上下方向に立体的に配列された複数のメモリーセルを含む部分である。
【0132】
ホール９４の直径Ｗ１は、ホール９４の深さ（深さＤ１＋高さＨ１）よりも小さい。ホール９４の直径Ｗ１は、エッチング対象物９３の高さＨ１よりも小さい。ホール９４の直径Ｗ１は、たとえば８０～１３０ｎｍである。ホール９４の深さは、たとえば５０００～７０００ｎｍである。ホール９４のアスペクト比（ホール９４の深さ／ホール９４の直径Ｗ１）は、たとえば３８．５～８７．５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。
【0133】
エッチング対象物９３は、金属であってもよいし、金属以外であってもよい。エッチング対象物９３が金属である場合、エッチング対象物９３は、ＴｉＮであってもよいし、ＷおよびＴｉＮであってもよいし、これら以外であってもよい。第１積層膜９１ａは、酸化シリコンの薄膜であり、第２積層膜９１ｂは、窒化シリコンの薄膜である。第１積層膜９１ａは、酸化シリコン以外の薄膜であってもよい。同様に、第２積層膜９１ｂは、窒化シリコン以外の薄膜であってもよい。
【0134】
基板処理装置１には図１４（ａ）に示す断面の基板Ｗが搬入される。エッチング対象物９３が金属である場合、ＳＰＭなどの金属を腐食させるエッチング液が基板Ｗに供給される。前述の第１処理例および第２処理例では、ＳＰＭがホール９４の中に入り、ホール９４内のエッチング対象物９３に接触する。この状態で、ＳＰＭがヒーター５１によって加熱される。これにより、エッチング対象物９３がエッチングされ、基板Ｗから除去される。
【0135】
エッチング対象物９３は、ＳＰＭなどのエッチング液によってエッチングされるものの、エッチング対象物９３のエッチング速度が低い場合がある。前述の第１処理例および第２処理例では、基板ＷおよびＳＰＭを複数回加熱する。これにより、ＳＰＭの酸化力がさらに強くなり、エッチング対象物９３のエッチング速度が上昇する。したがって、エッチング対象物９３は、エッチング対象物９３の先端側からホール９４の深さ方向（厚み方向Ｄｔに相当）に段階的にエッチングされ、最終的に無くなる。図１４（ｂ）は、エッチング対象物９３が除去された後の基板Ｗの断面を示している。
【0136】
前述のように、積層膜９１の上層９１ｕを貫通するホール９４の上部は、積層膜９１の下層９１Ｌを貫通するホール９４の下部が形成された後に形成される。そのため、ホール９４の上部がホール９４の下部に対してずれることがある。この場合、図１４（ｂ）中の拡大図で示すように、ホール９４の上部とホール９４の下部との結合部９５が、基板Ｗの厚み方向Ｄｔに対して斜めに傾くことがある。図１４（ｂ）中の拡大図は、ホール９４の結合部９５が、上層９１ｕと下層９１Ｌとの境界を斜めに貫通している例を示している。
【0137】
図１４（ｂ）中の拡大図で示すように、ホール９４の結合部９５が斜めに傾いている場合、結合部９５の内周面には、基板Ｗの最表面とは反対側に向いた下向き部９５ｄと、基板Ｗの最表面側に向いた上向き部９５ｕとが含まれる。このような場合、エッチング対象物９３がホール９４の下向き部９５ｄに残り易い。図１４（ｂ）中の二点鎖線は、ホール９４の下向き部９５ｄに残留したエッチング対象物９３を示している。
【0138】
エッチング対象物９３がホール９４に残留すると、基板Ｗに形成されたデバイスの性能が低下し得る。前述の第１処理例および第２処理例では、ヒーター５１で基板ＷおよびＳＰＭを複数回加熱することにより、酸化力が極めて強いＳＰＭをエッチング対象物９３に複数回接触させる。これにより、ホール９４に残留するエッチング対象物９３を減らすことができ、デバイスの性能の低下を防止できる。
【0139】
その一方で、第１積層膜９１ａおよび第２積層膜９１ｂは、ＳＰＭなどのエッチング液にエッチングされないまたはエッチングされ難い材料で形成された非エッチング対象物である。しかしながら、第１積層膜９１ａおよび第２積層膜９１ｂも、僅かではあるが、エッチング液によってエッチングされる。特に、前述の第１処理例および第２処理例では、ヒーター５１が基板Ｗの上方に配置されるので、基板Ｗの最表面やその付近に位置する第１積層膜９１ａおよび第２積層膜９１ｂが、他の第１積層膜９１ａおよび第２積層膜９１ｂよりもエッチングされ易い。
【0140】
非エッチング対象物のエッチング量が基板Ｗごとに異なると、基板Ｗに形成されたデバイスの性能が基板Ｗごとに変わりうる。したがって、非エッチング対象物がエッチングされたとしても、非エッチング対象物のエッチング量を複数枚の基板Ｗの間で安定させることが重要である。前述の第１処理例および第２処理例では、ヒーター５１を冷却することにより、ヒーター５１で基板ＷおよびＳＰＭを加熱しているときの基板ＷおよびＳＰＭの温度を安定させる。これにより、非エッチング対象物のエッチング量を複数枚の基板Ｗの間で安定させることができる。
【0141】
以上のように第１実施形態では、基板Ｗおよび基板Ｗ上のエッチング液をヒーター５１で加熱する。その後、ヒーター５１の出力を低下させ、外周面５１ｏおよび下面５１Ｌを含むヒーター５１の外表面と冷却流体との接触によりヒーター５１を冷却する。その後、基板Ｗおよびエッチング液をヒーター５１で再び加熱する。このように、基板Ｗおよびエッチング液をヒーター５１で一度に長時間加熱するのではなく複数回加熱するので、基板Ｗの近傍に位置する部材（たとえば、チャックピン１１やスピンベース１２）の温度の上昇を抑えることができる。さらに、基板Ｗおよびエッチング液の加熱を再開する前にヒーター５１を冷却し、ヒーター５１の出力を同じ値に設定するので、基板Ｗおよびエッチング液の加熱を再開したときのヒーター５１の温度を安定させることができる。これにより、加熱時の基板Ｗおよびエッチング液の温度、つまり、基板Ｗおよびエッチング液をヒーター５１で加熱しているときの基板Ｗおよびエッチング液の温度を安定させることができる。
【0142】
第１実施形態では、基板ＷおよびＳＰＭをヒーター５１で加熱した後に、過酸化水素水、純水、および過酸化水素水をこの順番で基板Ｗに供給する。その後、基板Ｗ上の過酸化水素水をＳＰＭで置換し、基板ＷおよびＳＰＭをヒーター５１に加熱させる。ヒーター５１が基板ＷおよびＳＰＭを加熱した後に基板Ｗに供給される液体（過酸化水素水、純水、およびＳＰＭ）は、ヒーター５１によって加熱されたＳＰＭよりも温度が低い。したがって、これらの液体を基板Ｗに供給することにより、基板Ｗの温度を低下させることができる。さらに、ヒーター５１によって加熱されていないＳＰＭを加熱するので、ヒーター５１によって加熱されたＳＰＭを再び加熱する場合に比べて、加熱時の基板Ｗおよびエッチング液の温度の上昇を抑えることができる。
【0143】
第１実施形態では、ヒーター５１による基板Ｗおよびエッチング液の加熱とヒーター５１の冷却とを交互に繰り返す。エッチング液の温度を上昇させると、エッチング液の腐食力がさらに強くなり、エッチング対象物９３のエッチング速度が上昇する。前記のように加熱と冷却とを交互に繰り返すことにより、基板Ｗの近傍に位置する部材の温度の上昇を抑えると共に、加熱時の基板Ｗおよびエッチング液の温度を安定させながら、エッチング対象物９３を段階的にエッチングできる。
【0144】
第１実施形態では、ヒーター５１の外表面と冷却流体とが接触しているときに、冷却ガスをヒーター５１の内部空間５１ｉに供給する。これにより、高温の気体がヒーター５１の内部空間５１ｉから排出され、ヒーター５１内の気体の少なくとも一部が冷却ガスで置換される。冷却ガスは、ヒーター５１よりも温度が低い気体である。したがって、ヒーター５１の外側からだけでなく、ヒーター５１の内側からもヒーター５１を冷却できる。
【0145】
第１実施形態では、ヒーター５１に基板Ｗおよびエッチング液を加熱させた後、平面視でヒーター５１が基板Ｗに重ならない待機位置までヒーター５１を移動させる。その後、ヒーター５１の外表面と冷却流体との接触により、ヒーター５１を冷却する。このように、基板Ｗの外側でヒーター５１を冷却するので、基板Ｗの処理に影響を及ぼすことなく、または、影響を最小限に抑えながら、ヒーター５１を冷却できる。
【0146】
第１実施形態では、基板Ｗの上方に位置するヒーター５１に基板Ｗおよびエッチング液を加熱させた後、ヒーター５１を基板Ｗの外側に移動させずに冷却する。したがって、ヒーター５１を処理位置と待機位置との間で水平に往復させなくてもよい。これにより、ヒーター５１の冷却に付随する時間を短縮でき、ヒーター５１の外表面と冷却流体との接触時間を増加させることができる。
【0147】
第１実施形態では、基板Ｗの下方ではなく基板Ｗの上方に位置するヒーター５１に基板Ｗおよびエッチング液を加熱させた後、ヒーター５１を基板Ｗの外側に移動させずに冷却する。ヒーター５１の冷却では、ヒーター５１よりも温度が低い冷却液をヒーター５１に向けて吐出する。これにより、冷却液をヒーター５１の外表面に接触させることができ、ヒーター５１を冷却できる。冷却液は、冷却液がヒーター５１に供給されているときに基板Ｗの上面にある液体と成分が同じ液体である。したがって、ヒーター５１から落下した冷却液が基板Ｗ上の液体に混ざっても、基板Ｗ上の液体に含まれる成分は変わらない。これにより、基板Ｗの処理に影響を及ぼすことなく、または、影響を最小限に抑えながら、基板Ｗの上方に位置するヒーター５１を冷却できる。
【0148】
第１実施形態では、ヒーター５１によって加熱された高温のＳＰＭで基板Ｗをエッチングする。その後、過酸化水素水および純水を基板Ｗに供給する。その後、ヒーター５１によって加熱された高温のＳＰＭで、再び基板Ｗをエッチングする。過酸化水素水および純水の温度は、ヒーター５１によって加熱されたＳＰＭの温度よりも低い。したがって、基板Ｗの温度は上昇および下降を交互に繰り返す。
【0149】
このように、高温のＳＰＭを複数回基板Ｗに供給するので、ホール９４内に埋め込まれたエッチング対象物９３を、エッチング対象物９３の先端側からホール９４の深さ方向に段階的にエッチングできる。さらに、高温のＳＰＭで基板Ｗをエッチングする前に低温の過酸化水素水および純水を基板Ｗに供給しているので、基板Ｗの温度が低下している。したがって、高温のＳＰＭで基板Ｗをエッチングしたときの基板Ｗの温度の上昇を抑えることができ、当該温度を安定させることができる。
【0150】
次に、第２実施形態について説明する。
第２実施形態の第１実施形態に対する主要な相違点は、２つのヒーター５１が１つの処理ユニット２に設けられていることである。待機ポッド７１などのヒーター５１に関連する構成も、１つの処理ユニット２に２つずつ設けられている。
以下では、一方のヒーター５１を第１ヒーター５１Ａといい、他方のヒーター５１を第２ヒーター５１Ｂという。第１ヒーター５１Ａに対応する構成の先頭には「第１」を付け、第２ヒーター５１Ｂに関連する構成の先頭には「第２」を付ける。たとえば、第１ヒーター５１Ａに対応する待機ポッド７１を、第１待機ポッド７１Ａといい、第２ヒーター５１Ｂに対応する待機ポッド７１を、第２待機ポッド７１Ｂという。
第２実施形態の第１実施形態に対する主要な相違点は、２つのヒーター５１が１つの処理ユニット２に設けられていることである。待機ポッド７１などのヒーター５１に関連する構成も、１つの処理ユニット２に２つずつ設けられている。
以下では、一方のヒーター５１を第１ヒーター５１Ａといい、他方のヒーター５１を第２ヒーター５１Ｂという。第１ヒーター５１Ａに対応する構成の先頭には「第１」を付け、第２ヒーター５１Ｂに関連する構成の先頭には「第２」を付ける。たとえば、第１ヒーター５１Ａに対応する待機ポッド７１を、第１待機ポッド７１Ａといい、第２ヒーター５１Ｂに対応する待機ポッド７１を、第２待機ポッド７１Ｂという。
【0151】
図１５は、本発明の第２実施形態において、第１ヒーター５１Ａで基板Ｗおよびエッチング液を加熱しながら、第２ヒーター５１Ｂを冷却している様子の一例を示す模式図である。図１６は、本発明の第２実施形態において、第２ヒーター５１Ｂで基板Ｗおよびエッチング液を加熱しながら、第１ヒーター５１Ａを冷却している様子の一例を示す模式図である。図１５～図１６において、前述の図１～図１４に示された構成と同等の構成については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【0152】
図１５に示すように、基板Ｗの上方に位置する第１ヒーター５１Ａは、図１０に示す加熱工程（図１０のステップＳ４）または図１１に示す加熱工程（図１１のステップＳ４２）と同様に、基板Ｗの上面全域がＳＰＭなどのエッチング液の液膜で覆われている状態で、基板Ｗおよびエッチング液を加熱する。基板Ｗの上面全域がエッチング液の液膜で覆われているのであれば、第１薬液ノズル１６（図２参照）は、基板Ｗの上面に向けてエッチング液を吐出していてもよいし、エッチング液の吐出を停止していてもよい。第１ヒーター５１Ａの発熱が開始されてから所定時間が経過すると、第１ヒーター５１Ａに発熱を停止させ、第１ヒーター５１Ａを待機位置に移動させる。その後、図１２に示すヒーター冷却工程と同様に、第１ヒーター５１Ａを第１待機ポッド７１Ａ内で冷却する。
【0153】
第１ヒーター５１Ａが基板Ｗおよびエッチング液を加熱しているとき、第２ヒーター５１Ｂは、基板Ｗの上方に配置されていてもよいし、待機位置に配置されていてもよい。図１５は後者の例を示している。第２ヒーター５１Ｂは、第１ヒーター５１Ａが発熱を開始した後に、基板Ｗの上方で発熱を開始する。第２ヒーター５１Ｂは、第１ヒーター５１Ａが発熱を停止するのと同時に発熱を開始してもよいし、第１ヒーター５１Ａが発熱を停止する前または停止した後に発熱を開始してもよい。第２ヒーター５１Ｂの出力は、第１ヒーター５１Ａの出力と同じ値に設定される。したがって、第２ヒーター５１Ｂの温度は、第１ヒーター５１Ａと同じまたは概ね同じ値まで上昇し、その値に維持される。
【0154】
図１６に示すように、基板Ｗの上方に位置する第２ヒーター５１Ｂは、図１０に示す加熱工程（図１０のステップＳ４）または図１１に示す加熱工程（図１１のステップＳ４２）と同様に、基板Ｗの上面全域がエッチング液の液膜で覆われている状態で、基板Ｗおよびエッチング液を加熱する。基板Ｗ上のエッチング液は、第１ヒーター５１Ａによって加熱されたエッチング液であってもよいし、これ以外のエッチング液であってもよい。つまり、基板Ｗ上のエッチング液を新しいエッチング液で置換した後に、第２ヒーター５１Ｂに基板Ｗおよびエッチング液を加熱させてもよい。もしくは、図１０に示す第１処理例のように、基板Ｗ上のエッチング液を過酸化水素水や純水などのエッチング液以外の中間液で置換した後に、基板Ｗ上の中間液を新しいエッチング液で置換し、その後、第２ヒーター５１Ｂに基板Ｗおよびエッチング液を加熱させてもよい。
【0155】
第２ヒーター５１Ｂの発熱が開始されてから所定時間が経過すると、第２ヒーター５１Ｂに発熱を停止させ、第２ヒーター５１Ｂを待機位置に移動させる。その後、図１２に示すヒーター冷却工程と同様に、第２ヒーター５１Ｂを第２待機ポッド７１Ｂ内で冷却する。第２ヒーター５１Ｂを発熱させる電力の供給時間を表す第２ヒーター５１Ｂの発熱時間は、第１ヒーター５１Ａを発熱させる電力の供給時間を表す第１ヒーター５１Ａの発熱時間と同じであってもよいし、第１ヒーター５１Ａの発熱時間より短くてもまたは長くてもよい。
【0156】
必要であれば、前述の第１ヒーター５１Ａから第２ヒーター５１Ｂへの切り替えと同様に、第２ヒーター５１Ｂから第１ヒーター５１Ａへの切り替えを行い、第２ヒーター５１Ｂが発熱を開始した後に、第１ヒーター５１Ａに基板Ｗおよびエッチング液を加熱させてもよい。つまり、第１ヒーター５１Ａによる基板Ｗおよびエッチング液の加熱と、第２ヒーター５１Ｂによる基板Ｗおよびエッチング液の加熱と、を交互に繰り返してもよい。基板Ｗおよびエッチング液の最後の加熱が行われた後は、図１０に示す第１処理例または図１１に示す第２処理例と同様に、純水やＳＣ１などの処理液を基板Ｗの上面に供給し、基板Ｗの高速回転により基板Ｗを乾燥させる。
【0157】
第２実施形態では、第１実施形態に係る効果に加えて、次の効果を奏することができる。具体的には、第２実施形態では、第１ヒーター５１Ａを冷却しながら、基板Ｗおよびエッチング液を第２ヒーター５１Ｂで加熱する。その後、第２ヒーター５１Ｂを冷却しながら、基板Ｗおよびエッチング液を第１ヒーター５１Ａで加熱する。つまり、一方のヒーター５１が基板Ｗおよびエッチング液を加熱しているときに、他方のヒーター５１を冷却する。したがって、ヒーター５１を冷却している間も、基板Ｗおよびエッチング液を加熱できる。これにより、基板Ｗの処理時間を増加させることなく、基板Ｗおよびエッチング液の加熱時間と第１ヒーター５１Ａおよび第２ヒーター５１Ｂの冷却時間とを増加させることができる。
【0158】
次に、第３実施形態について説明する。
第３実施形態の第１実施形態に対する主要な相違点は、第１実施形態に係るヒーター５１に代えて、遮断部材１０１およびロワーヒーター１０６が基板Ｗの上方および下方に配置されており、発熱体１０２および発熱体１０７が遮断部材１０１およびロワーヒーター１０６に内蔵されていることである。
第３実施形態の第１実施形態に対する主要な相違点は、第１実施形態に係るヒーター５１に代えて、遮断部材１０１およびロワーヒーター１０６が基板Ｗの上方および下方に配置されており、発熱体１０２および発熱体１０７が遮断部材１０１およびロワーヒーター１０６に内蔵されていることである。
【0159】
図１７は、本発明の第３実施形態に係るスピンチャック１０および遮断部材１０１を水平に見た模式図である。図１７において、前述の図１～図１６に示された構成と同等の構成については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
処理ユニット２は、スピンチャック１０に保持されている基板Ｗの上方に配置される遮断部材１０１を含む。遮断部材１０１は、基板Ｗの上方に配置されたアッパーヒーターの一例である。遮断部材１０１は、電力の供給により熱を発する発熱体１０２と、発熱体１０２を収容するハウジング１０３と含む。発熱体１０２は、赤外線ランプ、カーボンヒーター、キセノンアークランプ、ＬＥＤランプ、または電熱線であってもよいし、これら以外であってもよい。
処理ユニット２は、スピンチャック１０に保持されている基板Ｗの上方に配置される遮断部材１０１を含む。遮断部材１０１は、基板Ｗの上方に配置されたアッパーヒーターの一例である。遮断部材１０１は、電力の供給により熱を発する発熱体１０２と、発熱体１０２を収容するハウジング１０３と含む。発熱体１０２は、赤外線ランプ、カーボンヒーター、キセノンアークランプ、ＬＥＤランプ、または電熱線であってもよいし、これら以外であってもよい。
【0160】
遮断部材１０１のハウジング１０３は、スピンチャック１０の上方に水平に配置された円板部である。ハウジング１０３は、円板部の外周から下方に延びる筒状部をさらに含んでいてもよい。ハウジング１０３の下面は、遮断部材１０１の下面に相当する。遮断部材１０１の下面の中心は、基板Ｗの回転軸線Ａ１上に配置されている。遮断部材１０１の下面は、基板Ｗの上面と平行であり、基板Ｗの直径以上の外径を有している。
【0161】
遮断部材１０１は、遮断部材１０１の中央部から上方に延びる支軸１０４によって水平に支持されている。遮断部材１０１は、遮断部材１０１を鉛直に昇降させる遮断部材昇降ユニット１０５に接続されている。遮断部材昇降ユニット１０５は、待機位置（図１７で実線で示す位置）から処理位置（図１７で二点鎖線で示す位置）までの範囲内の任意の位置に遮断部材１０１を位置させる。処理位置は、センターロボットＣＲのハンドＨｃ（図１Ａ参照）が基板Ｗと遮断部材１０１との間に進入できない高さまで遮断部材１０１の下面が基板Ｗの上面に近接する近接位置である。待機位置は、センターロボットＣＲのハンドＨｃが遮断部材１０１と基板Ｗとの間に進入可能な高さまで遮断部材１０１が退避した離間位置である。
【0162】
処理ユニット２は、第１実施形態に係る下面ノズル３５（図２参照）に代えて、スピンチャック１０に保持されている基板Ｗの下方に配置されるロワーヒーター１０６を含む。ロワーヒーター１０６は、スピンチャック１０の上方に配置されている。ロワーヒーター１０６は、複数のチャックピン１１によって保持されている基板Ｗとスピンベース１２の上面１２ｕとの間に配置される。ロワーヒーター１０６は、電力の供給により熱を発する発熱体１０７と、発熱体１０７を収容するハウジング１０８と含む。発熱体１０７は、赤外線ランプ５２、カーボンヒーター、キセノンアークランプ、ＬＥＤランプ、または電熱線であってもよいし、これら以外であってもよい。
【0163】
ロワーヒーター１０６のハウジング１０８は、スピンチャック１０の上方に水平に配置された円板部である。ハウジング１０８の上面は、ロワーヒーター１０６の上面に相当する。ロワーヒーター１０６の上面の中心は、基板Ｗの回転軸線Ａ１上に配置されている。ロワーヒーター１０６の上面は、基板Ｗの下面と平行であり、基板Ｗの直径よりも小さい。ロワーヒーター１０６は、複数のチャックピン１１の内側に配置されている。ロワーヒーター１０６の外径は、基板Ｗの直径よりも小さい。ロワーヒーター１０６の外周面から複数のチャックピン１１までの径方向（回転軸線Ａ１に直交する方向）の最短距離は、スピンベース１２の上面１２ｕからチャックピン１１の上端までの上下方向の長さよりも短い。
【0164】
ロワーヒーター１０６の上面は、スピンチャック１０に保持されている基板Ｗの下面に近接する。ロワーヒーター１０６の上面からスピンチャック１０に保持されている基板Ｗの下面までの上下方向の距離は、スピンベース１２の上面１２ｕからロワーヒーター１０６の上面までの上下方向の距離よりも短い。ロワーヒーター１０６は、ロワーヒーター１０６の中央部から下方に延びる支軸１０９によって水平に支持されている。支軸１０９は、スピンベース１２の中央部を上下に貫通する貫通穴に挿入されている。電動モータ１４がチャックピン１１およびスピンベース１２を回転させても、ロワーヒーター１０６は回転しない。
【0165】
第１処理例のエッチング液供給工程および加熱工程（図１０のステップＳ４）を行うときは、ヒーター５１の代わりに、遮断部材１０１およびロワーヒーター１０６の少なくとも一方を発熱させる。基板Ｗの上面全域がＳＰＭなどのエッチング液で覆われている状態で遮断部材１０１が発熱すると、基板Ｗの上面全域が均一に加熱されると共に、基板Ｗの上面全域を覆うエッチング液の液膜が均一に加熱される。同様に、基板Ｗの上面全域がエッチング液で覆われている状態でロワーヒーター１０６が発熱すると、基板Ｗの上面全域が均一に加熱されると共に、基板Ｗの上面全域を覆うエッチング液の液膜が均一に加熱される。
【0166】
遮断部材１０１が基板Ｗおよびエッチング液を加熱しているとき、遮断部材１０１は、待機位置または処理位置に配置されていてもよいし、待機位置と処理位置との間の位置に配置されていてもよい。遮断部材１０１およびロワーヒーター１０６の少なくとも一方が基板Ｗおよびエッチング液を加熱しているとき、ＳＰＭなどのエッチング液が第１薬液ノズル１６（図２参照）から吐出されてもよいし、基板Ｗへの新たなエッチング液の供給を停止しながら、基板Ｗの上面全域がエッチング液の液膜で覆われた状態を維持してもよい。
【0167】
アッパーヒーターの一例である遮断部材１０１を冷却するときは、第１処理例の第１中間リンス液供給工程およびヒーター冷却工程（図１０のステップＳ６）において、天井ノズル６０に純水などの冷却液を下方に吐出させる。これにより、冷却液が遮断部材１０１に供給され、遮断部材１０１が冷却される。ロワーヒーター１０６を冷却するときは、第１処理例の第１中間リンス液供給工程およびヒーター冷却工程（図１０のステップＳ６）において、リンス液ノズル２９から基板Ｗに供給されたリンス液が基板Ｗの下側に回り込んで、ロワーヒーター１０６の外周部に供給される。したがって、基板Ｗに供給されたリンス液でロワーヒーター１０６を冷却できる。
【0168】
他の実施形態
本発明は、前述の実施形態の内容に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
たとえば、エッチング対象物９３は、フォトレジストなどの金属以外の材料で形成されていてもよい。つまり、基板処理装置１で行われる処理は、レジスト剥離処理であってもよい。
本発明は、前述の実施形態の内容に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
たとえば、エッチング対象物９３は、フォトレジストなどの金属以外の材料で形成されていてもよい。つまり、基板処理装置１で行われる処理は、レジスト剥離処理であってもよい。
【0169】
第１処理例の繰り返し工程（図１０のステップＳ７）と第２処理例の繰り返し工程（図１１のステップＳ４４）の少なくとも一方を省略してもよい。
第１処理例では、第１中間リンス液供給工程（図１０のステップＳ６）において純水を基板Ｗの上面に供給しているときにヒーター５１を冷却する例について説明したが、純水を基板Ｗの上面に供給しているときに加えてまたは代えて、事前過酸化水素水供給工程（図１０のステップＳ３）および事後過酸化水素水供給工程（図１０のステップＳ５）の少なくとも一方でヒーター５１を冷却してもよい。
第１処理例では、第１中間リンス液供給工程（図１０のステップＳ６）において純水を基板Ｗの上面に供給しているときにヒーター５１を冷却する例について説明したが、純水を基板Ｗの上面に供給しているときに加えてまたは代えて、事前過酸化水素水供給工程（図１０のステップＳ３）および事後過酸化水素水供給工程（図１０のステップＳ５）の少なくとも一方でヒーター５１を冷却してもよい。
【0170】
第１処理例において、事後過酸化水素水供給工程（図１０のステップＳ５）と第１中間リンス液供給工程（図１０のステップＳ６）とを１つのサイクルから省略し、２回目以降の事前過酸化水素水供給工程でヒーター５１を冷却してもよい。第１処理例において、事前過酸化水素水供給工程および事後過酸化水素水供給工程を省略してもよい。この場合、第１中間リンス液供給工程（図１０のステップＳ６）において温水を基板Ｗに供給するなら、第２中間リンス液供給工程（図１０のステップＳ８）を省略してもよい。
【0171】
ヒーター５１の内部空間５１ｉへの気体の供給を省略してもよい。
スピンチャック１０は、複数のチャックピン１１を基板Ｗの外周面に接触させるメカニカルチャックに限らず、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１２の上面１２ｕ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チャックであってもよい。スピンチャック１０は、ベルヌーイの定理により発生する吸引力で基板Ｗを水平に保持するベルヌーイチャックであってもよいし、電気的な力で基板Ｗを水平に保持する静電チャックであってもよい。
スピンチャック１０は、複数のチャックピン１１を基板Ｗの外周面に接触させるメカニカルチャックに限らず、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１２の上面１２ｕ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チャックであってもよい。スピンチャック１０は、ベルヌーイの定理により発生する吸引力で基板Ｗを水平に保持するベルヌーイチャックであってもよいし、電気的な力で基板Ｗを水平に保持する静電チャックであってもよい。
【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。
基板処理装置１は、枚葉式の装置に限らず、複数枚の基板Ｗを一括して処理するバッチ式の装置であってもよい。
前述の全ての構成のうちの２つ以上が組み合わされてもよい。前述の全ての工程のうちの２つ以上が組み合わされてもよい。
基板処理装置１は、枚葉式の装置に限らず、複数枚の基板Ｗを一括して処理するバッチ式の装置であってもよい。
前述の全ての構成のうちの２つ以上が組み合わされてもよい。前述の全ての工程のうちの２つ以上が組み合わされてもよい。
【0173】
制御装置３は、第１加熱手段、ヒーター冷却手段、および第２加熱手段の一例である。チャックピン１１は、基板保持手段の一例である。第１薬液ノズル１６は、第１エッチング液供給手段、第２エッチング液供給手段の一例である。天井ノズル６０は、冷却流体供給手段の一例である。冷却液吐出口７２は、冷却流体供給手段の他の例である。冷却ガス吐出口７７は、冷却流体供給手段のさらに他の例である。
【0174】
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】
【0175】
１ ：基板処理装置
３ ：制御装置（第１加熱手段、ヒーター冷却手段、第２加熱手段）
１１ ：チャックピン（基板保持手段）
１６ ：第１薬液ノズル（第１エッチング液供給手段、第２エッチング液供給手段）
５１ ：ヒーター
５１Ａ ：第１ヒーター
５１Ｂ ：第２ヒーター
５１Ｌ ：ヒーターの下面
５１ｏ ：ヒーターの外周面
５２ ：赤外線ランプ
５３ ：ハウジング
５５ ：給気配管
５６ ：給気流路
６０ ：天井ノズル（冷却流体供給手段）
７１ ：待機ポッド
７１Ａ ：第１待機ポッド
７１Ｂ ：第２待機ポッド
７２ ：冷却液吐出口（冷却流体供給手段）
７７ ：冷却ガス吐出口（冷却流体供給手段）
１０１ ：遮断部材
１０２ ：発熱体
１０３ ：ハウジング
１０６ ：ロワーヒーター
１０７ ：発熱体
１０８ ：ハウジング
Ｗ ：基板
３ ：制御装置（第１加熱手段、ヒーター冷却手段、第２加熱手段）
１１ ：チャックピン（基板保持手段）
１６ ：第１薬液ノズル（第１エッチング液供給手段、第２エッチング液供給手段）
５１ ：ヒーター
５１Ａ ：第１ヒーター
５１Ｂ ：第２ヒーター
５１Ｌ ：ヒーターの下面
５１ｏ ：ヒーターの外周面
５２ ：赤外線ランプ
５３ ：ハウジング
５５ ：給気配管
５６ ：給気流路
６０ ：天井ノズル（冷却流体供給手段）
７１ ：待機ポッド
７１Ａ ：第１待機ポッド
７１Ｂ ：第２待機ポッド
７２ ：冷却液吐出口（冷却流体供給手段）
７７ ：冷却ガス吐出口（冷却流体供給手段）
１０１ ：遮断部材
１０２ ：発熱体
１０３ ：ハウジング
１０６ ：ロワーヒーター
１０７ ：発熱体
１０８ ：ハウジング
Ｗ ：基板
【図1A】
【図1B】
【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】