JP2019075570A - 基板処理装置、基板処理システム、および基板処理方法 - Google Patents

基板処理装置、基板処理システム、および基板処理方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ＣＡＲＥ法を用いたシリコン基板上の半導体材料の平坦化への適用にあたって、均一性および平坦化性能を改善した基板処理装置を提供する。【解決手段】処理液の存在下で基板Ｗと触媒３１とを接触させて、基板の被処理領域を研磨するための基板処理装置１０は、基板を保持するように構成された基板保持部２０と、触媒を保持するように構成された触媒保持部３０と、基板の被処理領域と触媒とが接触した状態で、基板保持部と触媒保持部とを相対的に移動させるように構成された駆動部と、を備える。触媒は、基板よりも小さい。【選択図】図２

Description

本発明は、基板の研磨技術に関する。
半導体デバイスの製造において、基板の表面を研磨する化学機械研磨（ＣＭＰ，Chemical Mechanical Polishing）装置が知られている。ＣＭＰ装置では、研磨テーブルの上面に研磨パッドが貼り付けられて、研磨面が形成される。このＣＭＰ装置は、トップリングによって保持される基板の被研磨面を研磨面に押しつけ、研磨面に研磨液としてのスラリーを供給しながら、研磨テーブルとトップリングとを回転させる。これによって、研磨面と被研磨面とが摺動的に相対移動され、被研磨面が研磨される。
ここでＣＭＰを含む平坦化技術については、近年、被研磨材料が多岐に渡り、またその研磨性能（例えば平坦性や研磨ダメージ、更には生産性）に対する要求が厳しくなっている。このような背景の中で、新たな平坦化方法も提案されており、触媒基準エッチング（catalyst referred etching：以下ＣＡＲＥ）法もその一つである。ＣＡＲＥ法は、処理液の存在下において、触媒材料近傍のみにおいて処理液中から被研磨面との反応種が生成され、触媒材料と被研磨面を近接乃至接触させることで、触媒材料との近接乃至接触面において、選択的に被研磨面のエッチング反応を生じさせることが可能である。例えば、凹凸を有する被研磨面においては、凸部と触媒材料とを近接乃至接触させることで、凸部の選択的エッチングが可能になり、よって被研磨面の平坦化が可能になる。本ＣＡＲＥ方法は、当初はＳｉＣやＧａＮといった、化学的に安定なためにＣＭＰでの高効率な平坦化が容易でなかった次世代基板材料の平坦化において提案されてきた（例えば、下記の特許文献１〜４）が、近年では、シリコン酸化膜等でもプロセスが可能であることが確認されており、現状のシリコン基板材料への適用の可能性もある（例えば、下記の特許文献５）。
特開２００８−１２１０９９号公報 特開２００８−１３６９８３号公報 特開２００８−１６６７０９号公報 特開２００９−１１７７８２号公報 ＷＯ／２０１３／０８４９３４
しかしながら、本ＣＡＲＥ法のシリコン基板上の半導体材料の平坦化への適用にあたっては、これまで本工程の代表的な方法であるＣＭＰ（化学的機械的研磨）と同等の処理性能が求められる。特にエッチング速度及びエッチング量についてはウェハレベル及びチップレベルにて均一性が求められる。また、平坦化性能についても同等であり、これら要求はプロセス世代が進むにつれて更に厳しくなっている。また、通常のシリコン基板上の半導体材料の平坦化工程においては、複数の材料を同時に除去、平坦化するケースが多く、ＣＡＲＥ法を用いた基板処理装置においても同様の処理が求められる。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
本発明の第１の形態によれば、処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、基板上の被処理領域（半導体材料）を処理するための基板処理装置が提供される。この基板処理装置は、基板を保持するように構成された基板保持部と、触媒を保持するように構成された触媒保持部と、基板上の被処理領域と触媒とが接触した状態で、基板保持部と触媒保持部とを相対的に移動させるように構成された駆動部とを備え、触媒保持部は、触媒を保持するための弾性部材を備える。かかる形態によれば、基板上の被処理領域と触媒とを接触させる際に、弾性部材が変形するので、触媒が基板の形状（基板のそりなど）に追従することで、均一な接触が可能となり、よって、接触部におけるエッチング速度の面内分布の均一化が可能となる。
本発明の第２の形態によれば、第１の形態において、弾性部材は、弾性膜によって形成される圧力室を有する構造を備えている。弾性膜の外表面には、触媒の層が形成されている。圧力室は、圧力室に供給される流体の圧力が制御されることによって、基板の被処理領域と触媒との接触圧力を制御するように構成される。かかる形態により、均一な接触が可能となり、よって、接触部におけるエッチング速度の面内分布の均一化が可能となる。
本発明の第３の形態によれば、第１の形態において、弾性部材は、基板保持部と触媒保持部とが相対的に移動する際に、相対的な移動に伴って回転可能に保持される球状体を備えている。球状体の外表面には、触媒の層が形成されている。かかる形態によれば、基板上の被処理領域と触媒とを接触させる際に、弾性部材の変形によって、触媒が基板の形状（基板のそりなど）に追従して均一な接触が可能となり、よって、接触部におけるエッチング速度の面内分布の均一化が可能となる。
本発明の第４の形態によれば、第３の形態において、基板処理装置は、球状体を基板側に押圧する力を調節することによって、基板上の被処理領域と触媒との接触圧力を調節するように構成された圧力調節部を備える。かかる形態によれば、基板上の被処理領域と触媒との接触圧力を調節することで、触媒が基板の形状（基板のそりなど）に追従して均一な接触が可能となり、よって、接触部におけるエッチング速度の面内分布の均一化が可能となる。
本発明の第５の形態によれば、第１の形態において、弾性部材は、気孔を有するスポンジを備える。かかる形態によれば、弾性部材が変形するので、触媒が基板の形状（基板のそりなど）に追従して均一な接触が可能となり、よって、接触部におけるエッチング速度の面内分布の均一化が可能となる。更に、スポンジは柔軟であるので、被処理面である半導体材料の摩擦によるダメージを抑制できる。
本発明の第６の形態によれば、第５の形態において、基板処理装置は、スポンジの内部に処理液を供給するように構成された処理液供給部を備える。スポンジの外表面には、触媒の層であって孔部を有する層が形成されている。かかる形態によれば、処理液が流通しやすいスポンジ内から基板の被研磨面と触媒との接触部分に処理液を供給できる。つまり、接触部分に直接的に必要な分だけ処理液を供給できるので、処理液の使用量を削減することができる。
本発明の第７の形態によれば、第１ないし第６のいずれかの形態において、弾性部材には、複数の溝が形成されている。複数の溝内には、それぞれ触媒が埋め込まれている。かかる形態によれば、弾性部材と基板上の被処理領域との接触面において、触媒の配置に特定の分布を持たせることが可能となり、よって触媒の接触部におけるエッチング量の面内分布の調整が可能となる。
本発明の第８の形態によれば、第１ないし第７のいずれかの形態において、弾性部材に
処理液が通る複数の溝が形成されている。かかる形態によれば、触媒と基板上の被処理領域との接触部への処理液の回り込み及び置換が促進されることで、エッチング速度の増加及び安定性の向上が可能となる。
本発明の第９の形態によれば、第１ないし第８のいずれかの形態において、弾性部材は、複数であり、かつ個々に触媒を保持する。かかる形態によれば、触媒が基板の形状にいっそう追従しやすくなる。また、第２の形態と組み合わされる場合には、領域ごとにエッチング状態を制御できることから、触媒の接触部におけるエッチング速度の面内分布の更なる均一化が可能となる。
本発明の第１０の形態によれば、第１ないし第９のいずれかの形態において、触媒は、２種類以上の個々の触媒を備えるか、２種類以上の触媒が含まれる混合物もしくは化合物である。かかる形態によれば、複数の材料で構成される被処理面に対しても、それぞれに対して最適な触媒を個々または混合物もしくは化合物の形態で配置することで、個々の触媒の効果により同時にエッチングを行うことが可能となる。
本発明の第１１の形態によれば、第１ないし第１０のいずれかの形態において、触媒保持部は複数であり、かつ各触媒保持部は、個々に触媒を保持する。かかる形態によれば、複数の触媒保持部を同時に使用することによって、単位時間あたりの処理能力を向上できる。
本発明の第１２の形態によれば、第１１の形態において、複数の触媒保持部のうちの少なくとも２つの触媒保持部は、相互に異なる種類の触媒を保持する。かかる形態によれば、複数の材料で構成される被処理面に対しても、同時にエッチングを行うことが可能であり、かつ複数の触媒保持部を同時に使用することによって、単位時間あたりの処理能力を向上できる。
本発明の第１３の形態によれば、第１ないし第１２のいずれかの形態において、基板処理装置は、基板の温度を制御するように構成された基板温度制御部を備える。かかる形態によれば、温度に応じてエッチング速度を変化させることが可能であり、よってエッチング速度の調整が可能となる。
本発明の第１４の形態によれば、第１ないし第１３のいずれかの形態において、基板保持部は、基板のノッチ、オリエンタルフラットまたはレーザマーカーが所定位置に位置するように基板を任意の所定角度だけ回転させるように構成された基板位置調整部を備える。かかる形態によれば、基板の所望の部位に触媒を接触させることが可能となる。
本発明の第１５の形態によれば、第１ないし第１４のいずれかの形態において、基板処理装置は、処理液の温度を１０度以上かつ６０度以下の範囲内で所定温度に調整する処理液温度調整部を備える。かかる形態によれば、処理液温度に応じてエッチング速度を変化させることが可能であり、よってエッチング速度の調整が可能となる。
本発明の第１６の形態によれば、第１ないし第１５のいずれかの形態において、基板処理装置は、処理液を基板上の被処理領域上に供給するための供給口を有する処理液供給部を備える。処理液供給部は、供給口が触媒保持部とともに移動するように構成される。かかる形態によれば、常に新鮮な処理液を触媒の周辺に供給することが可能であり。その結果、処理液濃度の変化によるエッチング速度のバラつきの低減が可能となる。また、基板上の被処理領域上に効率的に処理液を供給することが可能となり、その結果処理液の使用量の削減が可能となる。
本発明の第１７の形態によれば、第１ないし第１６のいずれかの形態において、触媒保持部は、基板保持部よりも上方に配置される。基板保持部は、基板を保持するための領域よりも外側において、周方向の全体にわたって、鉛直方向上方に向けて延在する壁部を備える。かかる形態によれば、壁部の内側に処理液を保持することができるので、処理液の外部への流出を抑制できる。その結果、処理液の使用量の削減が可能となる。
本発明の第１８の形態によれば、第１ないし第１７のいずれかの形態において、基板処理装置は、触媒保持部の周囲において触媒保持部を取り囲み、基板側が開口した処理液保持部であって、処理液保持部の内部に処理液を保持するように構成された処理液保持部を備える。処理液は、処理液保持部の内部に供給される。かかる形態によれば、供給される処理液の大半は、処理液保持部の内部に保持されるので、処理液の使用量の削減が可能となる。
本発明の第１９の形態によれば、第１８の形態において、基板処理装置は、処理液保持部の内部に連通し、内部に保持された処理液を吸引するように構成された処理液吸引部を備える。かかる形態によれば、処理液を循環させて、常に新鮮な処理液を供給することが可能となり、その結果、処理液濃度の変化によるエッチング速度のバラつきが低減する。
本発明の第２０の形態によれば、第１ないし第１９のいずれかの形態において、基板処理装置は、触媒の表面をコンディショニングするように構成されたコンディショニング部を備える。かかる形態によれば、エッチング処理において、触媒表面に付着したエッチング生成物の除去が可能となり、その結果、触媒表面の活性状態を回復することで、複数枚の基板の処理を安定して行うことが可能となる。
本発明の第２１の形態によれば、第２０の形態において、コンディショニング部は、触媒表面をスクラブ洗浄するように構成されたスクラブ洗浄部を備える。かかる形態によれば、触媒に付着したエッチング生成物の除去が可能となり、その結果、触媒表面の活性状態を回復することで、複数枚の基板の処理を安定して行うことが可能となる。
本発明の第２２の形態によれば、第２０または第２１の形態において、コンディショニング部は、触媒表面に付着したエッチング生成物を除去するための薬液を供給するように構成された薬液供給部を備える。かかる形態によれば、触媒に付着したエッチング生成物の除去が可能となり、その結果、触媒表面の活性状態を回復することで、複数枚の基板の処理を安定して行うことが可能となる。
本発明の第２３の形態によれば、第２０ないし第２２のいずれかの形態において、コンディショニング部は、電解作用を利用して触媒表面のエッチング生成物を除去するよう構成された電解再生部を備える。電解再生部は、触媒と電気的に接続可能に構成された電極を有しており、触媒と電極との間に電圧を印加することによって、触媒の表面に付着したエッチング生成物を電解作用により除去するように構成される。かかる形態によれば、触媒に付着したエッチング生成物の除去が可能となり、その結果、触媒表面の活性状態を回復することで、複数枚の基板の処理を安定して行うことが可能となる。
本発明の第２４の形態によれば、第２０ないし第２３のいずれかの形態において、コンディショニング部は、触媒を、触媒と同一種類の再生用触媒によってめっきすることによって触媒を再生するように構成されためっき再生部を備える。めっき再生部は、触媒と電気的に接続可能に構成された電極を有しており、再生用触媒を含む液中に触媒を浸漬した状態で、触媒と電極との間に電圧を印加することによって、触媒の表面をめっき再生するように構成される。かかる形態によれば、触媒の上に新たな触媒層を形成することが可能となり、その結果、触媒表面の活性状態を回復することで、複数枚の基板の処理を安定し
て行うことが可能となる。
本発明の第２５の形態によれば、第１ないし第２４のいずれかの形態において、基板処理装置は、基板の被処理領域のエッチング処理状態をモニタリングするモニタリング部を備える。かかる形態によれば、基板上の被処理領域の処理状態について、リアルタイムの監視が可能となる。
本発明の第２６の形態によれば、第２５の形態において、基板処理装置は、基板処理装置の動作の制御を行うように構成された制御部を備える。制御部は、モニタリング部により得られるエッチング処理状態に基づいて、処理中の基板の処理条件における少なくとも１つのパラメータを制御するように構成される。かかる形態によれば、基板上の被処理領域を所定の目標値に近づけるよう処理することが可能となる。
本発明の第２７の形態によれば、第２５の形態において、制御部はモニタリング部で得られるエッチング処理状態に基づいて、処理の終点を決定するように構成される。かかる形態によれば、基板上の被処理領域を所定の目標値にて処理を終了することが可能となる。
本発明の第２８の形態によれば、第２５または第２７の形態において、モニタリング部は、触媒保持部と基板保持部とが相対的に移動する際の駆動部のトルク電流に基づいてエッチング処理状態をモニタリングするトルク電流モニタリング部を備える。かかる形態によれば、基板の被処理領域と触媒との接触により発生する摩擦状態を、トルク電流を介してモニタリングすることが可能であり、例えば被処理面の被処理領域の凹凸状態の変化や他材料の露出に伴うトルク電流の変化をモニタリングすることにより、処理終点の決定や処理条件へのフィードバックが可能となる。
本発明の第２９の形態によれば、第２５ないし第２７のいずれかの形態において、モニタリング部は、基板の被処理領域に向けて光を照射し、基板の被処理領域の表面もしくは、基板を透過した後に反射する反射光を受光し、受光した光に基づいてエッチング処理状態をモニタリングする光学式モニタリング部を備える。かかる形態によれば、被処理領域の被処理領域が光透過性のある材料である場合に、膜厚の変化に伴う反射光強度の変化をモニタリングすることにより、処理終点の決定や処理条件へのフィードバックが可能となる。
本発明の第３０の形態によれば、第２５ないし第２７のいずれかの形態において、モニタリング部は、基板上の被処理領域表面に近接して配置されたセンサコイルに高周波電流を流して基板上の被処理領域に渦電流を発生させ、基板の被処理領域の厚みに応じた渦電流または合成インピーダンスの変化に基づいてエッチング処理状態をモニタリングする渦電流モニタリング部を備える。かかる形態によれば、被処理領域の半導体材料が導電性を有する材料である場合に、膜厚の変化に伴う渦電流値もしくは合成インピーダンスの変化をモニタリングすることにより、処理終点の決定や処理条件へのフィードバックが可能となる。
本発明の第３１の形態によれば、第１ないし第３０のいずれかの形態において、基板処理装置は、参照電極を有する電位調整部であって、触媒と参照電極とを処理液を介して電気化学的に接続して、触媒の表面の電位を制御するように構成された電位調整部を備える。かかる形態によれば、エッチング処理において、触媒表面の活性状態を阻害する因子の付着を防止することが可能であり、その結果、触媒表面の活性状態の維持が可能となる。
本発明の第３２の形態によれば、第１ないし第３１のいずれかの形態において、触媒保
持部は、球状体または円柱体であって、球状体の球面または円柱体の周面に触媒の層が形成された球状体または円柱体を備える。球状体または円柱体は、基板保持部と触媒保持部とが相対的に移動する際に、相対的な移動に伴って回転可能に保持されるように構成される。かかる形態によれば、基板保持部と触媒保持部とが相対的に移動する際における基板上の被処理領域表面と触媒との摩擦の低減が可能であり、その結果、摩擦による被処理領域表面ダメージおよび触媒の摩耗の抑制が可能となる。
本発明の第３３の形態によれば、第３２の形態において、球状体または円柱体は、その内部に弾性体を備える。かかる形態によれば、弾性体の変形によって、触媒が基板の形状（基板のそりなど）に追従して均一な接触が可能となり、その結果触媒の接触部におけるエッチング速度の均一化が可能となる。
本発明の第３４の形態によれば、基板処理システムが提供される。この基板処理システムは、第１ないし第３３のいずれかに記載の基板処理部と、基板を洗浄するように構成された基板洗浄部と、基板を搬送する基板搬送部とを備える。かかる基板処理システムによれば、基板処理後の基板表面のエッチング生成物の除去が可能となり、その結果基板表面の清浄化が可能となる。
本発明の第３５の形態によれば、第１４の形態を含む第３４の形態において、基板処理システムは、基板のノッチ、オリエンタルフラットおよびレーザマーカーのうちの少なくとも１つを検出するように構成された検出部を備える。かかる形態によれば、第１４の形態の効果を好適に奏する。
本発明の第３６の形態によれば、第３４または第３５の形態において、基板処理システムは、基板処理装置によって処理された後の基板の被処理領域の厚みを測定するように構成された厚み測定部を備える。かかる形態によれば、処理後の基板の被処理領域の厚み分布を把握できるので、本測定結果を元に、基板を再処理することや、次の基板の処理において、厚み測定部の測定結果を元に処理条件のパラメータを変更することにより、基板の処理品質を改善することが可能となる。
本発明の第３７の形態によれば、第３６の形態において、基板処理システムは、厚み測定部の測定結果に基づいて、基板処理装置において次の基板の処理で使用される制御パラメータを設定するように構成された第１のパラメータ設定部を備える。かかる形態によれば、次の基板の処理において、厚み測定部の測定結果を元に処理条件を修正して処理することが可能となり、基板の処理品質の改善を行うことが可能となる。
本発明の第３８の形態によれば、第３７の形態において、第１のパラメータ設定部は、厚み測定部の測定結果に基づいて得られる被処理領域の厚み分布と、予め定められた目標厚み分布との差分に基づいて、制御パラメータを修正する。かかる形態によれば、次の基板の処理において被処理領域の厚み分布を目標値に近づけることが可能となり、基板の処理品質の改善を行うことが可能となる。
本発明の第３９の形態によれば、第３６ないし第３８のいずれかの形態において、基板処理システムは、厚み測定部の測定結果が所定の基準を満たさない場合に、基板処理装置によって処理された後の基板を再処理するように構成された再処理制御部を備える。かかる形態によれば、被処理領域の厚み分布を再処理により目標値に近づけることが可能となり、基板の処理品質の改善を行うことが可能となる。
本発明の第４０の形態によれば、第２５ないし第３０のいずれかの形態を含む第３４ないし第３９のいずれかの形態において、基板処理システムは、モニタリング部によってモ
ニタリングされたエッチング処理状態に基づいて、基板処理装置において次の基板の処理で使用される制御パラメータを変更するように構成された第２のパラメータ変更部を備える。かかる形態によれば、第３６の形態と同様の効果を奏する。
本発明の第４１の形態によれば、第４０の形態において、第２のパラメータ変更部は、モニタリング部のモニタリング結果に基づいて、制御パラメータを変更する。かかる形態によれば、第３８の形態と同様の効果を奏する。
本発明の第４２の形態によれば、第３４ないし第４１のいずれかの形態において、基板処理システムは、基板処理装置による処理前または処理後の基板を研磨する化学機械研磨装置を備える。かかる形態によれば、化学機械研磨装置での研磨の前処理または後処理として基板処理システムを使用することによって、より柔軟な研磨処理を行うことができる。
本発明の第４３の形態によれば、処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、基板の被処理領域を処理するための基板処理装置が提供される。かかる形態の基板処理装置は、触媒を保持するように構成された触媒保持部と、触媒の表面をコンディショニングするように構成されたコンディショニング部と、を備える。かかる形態の基板処理装置においては、たとえば触媒の交換時や処理する基板を交換している最中に、触媒の表面をコンディショニングすることができる。
本発明の第４４の形態によれば、第４３の形態において、コンディショニング部は、触媒の表面をスクラブ洗浄するように構成されたスクラブ洗浄部を備える。かかる形態においては、触媒の表面に物理的な力を与えて触媒の表面を洗浄およびコンディショニングすることができ、触媒の成膜時や基板処理において、触媒の表面に付着した残渣などを効果的に除去することができる。
本発明の第４５の形態によれば、第４３または第４４の形態において、コンディショニング部は、触媒の表面に付着したエッチング生成物を除去するための薬液を供給するように構成された薬液供給部を備える。かかる形態においては、触媒に表面に付着したエッチング生成物や触媒表面の変質層を化学的な作用で除去することができる。
本発明の第４６の形態によれば、第４３ないし第４５のいずれか１つの形態において、コンディショニング部は、電解作用を利用して触媒表面のエッチング生成物を除去するように構成された電解再生部を備える。電解再生部は、触媒と電気的に接続可能に構成された再生用電極を有しており、触媒と再生用電極との間に電圧を印加することによって、触媒の表面に付着したエッチング生成物や触媒表面の変質層を電解作用により除去するように構成される。かかる形態においては、触媒に表面に付着したエッチング生成物や触媒表面の変質層を電解作用で除去することができる。
本発明の第４７の形態によれば、第４３ないし第４６のいずれか１つの形態において、コンディショニング部は、触媒を、該触媒と同一種類の再生用触媒によってめっきすることによって該触媒を再生するように構成されためっき再生部を備える。めっき再生部は、触媒と電気的に接続可能に構成された電極を有しており、再生用触媒を含む液中に触媒を浸漬した状態で、触媒と電極との間に電圧を印加することによって、触媒の表面に再生用触媒をめっきすることで触媒を再生するように構成される。かかる形態によれば、新たな触媒の表面を生成することができる。
本発明の第４８の形態によれば、第４３の形態において、コンディショニング部は、触媒の表面に向かい合うように配置される、コンディショニングステージを有する。
本発明の第４９の形態によれば、第４８の形態において、触媒の表面に、記触媒の表面を洗浄するための水および／または薬液を供給するように構成された触媒洗浄ノズルを有する。かかる形態によれば、触媒の表面に付着したエッチング生成物などを簡易に除去することができる。
本発明の第５０の形態によれば、第４９の形態において、触媒洗浄ノズルは、コンディショニングステージの外側に配置される。かかる形態によれば、触媒洗浄ノズルを他の構成と別体にでき、メンテナンス性が向上する。
本発明の第５１の形態によれば、第４９の形態において、触媒洗浄ノズルは、コンディショニングステージの内側に配置される。コンディショニングステージは、コンディショニングステージの内部に水および／または薬液が通るための通路を有し、通路は、触媒洗浄ノズルに流体連通する。かかる形態によれば、水および／または薬液を触媒の下から均一に噴きつけることができる。また、外部ノズルを配置するスペースを削減することができる。
本発明の第５２の形態によれば、第４８ないし第５１のいずれか１つの形態において、コンディショニング部は、触媒の表面を洗浄するための、コンディショニングステージに配置されるスクラブ部材を有する。
本発明の第５３の形態によれば、第４８ないし第５２のいずれか１つの形態において、触媒と電気的に接続可能に構成された電極と、コンディショニングステージに配置された再生用電極と、電極および再生用電極との間に電圧を印加するように構成される電源と、を有する。かかる形態によれば、触媒のコンディショニングに電解作用を利用することができる。
本発明の第５４の形態によれば、第５３の形態において、触媒側の電極をプラスとし、再生用電極をマイナスとなるように電圧を印加して、触媒の表面を電解エッチングするように構成される。かかる形態によれば、電解エッチングにより触媒の表面をコンディショニングすることができ、他の作用では除去できない異物等を取り除くことができる。
本発明の第５５の形態によれば、第５４の形態において、触媒側の電極をマイナスとし、再生用電極をプラスとなるように電圧を印加して、触媒の表面の酸化物を還元するように構成される。かかる形態によれば、還元作用により酸化した触媒の表面の活性状態を回復させることができる。
本発明の第５６の形態によれば、第５３の形態において、再生用電極上に配置されたイオン交換体を有し、触媒とイオン交換体とが近接または接触した状態で電圧を印加するように構成される。イオン交換体は電界下で水の電離を促進させる触媒作用を有しており、これにより生成されたＨ＋イオンやＯＨ−イオンを触媒表面に作用させることにより、第５４の形態または第５５の形態と同様の作用が可能である。さらにこの際の液体としては水または希薄な薬液を使用しても良いため、使用する薬液の削減が可能である。
本発明の第５７の形態によれば、第４８ないし第５６のいずれか１つの形態において、コンディショニングステージは、コンディショニングステージ上に液体を保持可能に構成される液溜め部を有する。かかる形態によれば、コンディショニング中に液体を触媒の表面に保持できるので、効果的にコンディショニングができる。また液体の使用量を削減することもできる。
本発明の第５８の形態によれば、第５７の形態において、液溜め部に保持される液体に超音波を照射するように構成される超音波発生装置を有する。かかる形態によれば、超音波を利用することで、触媒に付着した異物を効果的に除去することができる。
本発明の第５９の形態によれば、第４８ないし第５８のいずれか１つの形態において、コンディショニングステージは回転可能に構成される。
本発明の第６０の形態によれば、第４８ないし第５９のいずれか１つの形態において、触媒の表面の状態を測定するための触媒測定センサを有する。該触媒センサによりコンディショニング状態をモニタリングすることで、触媒のコンディショニングの過不足を抑制することができる。
本発明の第６１の形態によれば、第６０の形態において、触媒測定センサは、（ｉ）触媒の電気抵抗を測定する抵抗センサ、（ｉｉ）触媒の厚さを測定する厚さセンサ、および（ｉｉｉ）光学式センサ、の少なくとも１つを含む。
本発明の第６２の形態によれば、第４３ないし第６１のいずれか１つの形態において、触媒は金属を有し、基板処理装置は、触媒の金属に電気的に接続可能な電極を有し、電極は、触媒の金属よりもイオン化傾向が大きい金属を有する。かかる形態によれば、電池反応を利用して触媒表面に還元作用を発生させることが可能になる。これにより、触媒表面の酸化・水酸化を抑制することが可能となり、触媒表面の活性状態の維持ができる。
本発明の第６３の形態によれば、第４３ないし第６１のいずれか１つの形態において、触媒の表面にガスを供給するための、ガス供給ノズルを有する。かかる形態によれば、触媒の表面を乾燥させることで、触媒と水分との反応による触媒表面の酸化・水酸化を抑制することができることから、たとえば基板のロット処理のインターバル時間のような、基板のエッチング処理を長時間行わない状態において、触媒表面の活性状態を維持することが可能となる。
本発明の第６４の形態によれば、処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、基板の被処理領域を処理するための基板処理装置が提供される。かかる基板処理装置は、基板を保持するように構成された基板保持部と、触媒を保持するように構成された触媒保持部と、基板処理装置の動作の制御を行うように構成された制御部と、を備える。制御部は、基板の被処理領域と触媒とが接触した状態において、基板の被処理領域の面内方向に触媒保持部を移動させるように制御し、且つ、基板の被処理領域における触媒保持部の位置に応じて、触媒保持部の移動する速度を変更するように制御する。かかる形態によれば、基板の位置に応じて異なる速度で触媒保持部を移動させることが可能であり、触媒と基板との接触時間、すなわち基板面内でのエッチング時間を制御することができるので、基板のエッチング速度の面内均一性を向上させるように制御することができる。
本発明の第６５の形態によれば、処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、基板の被処理領域を処理するための基板処理装置が提供される。かかる基板処理装置は、基板を保持するための基板保持面を備える基板保持ステージと、触媒を保持するように構成された触媒保持部と、を有する。基板保持ステージの基板保持面は、触媒保持部の触媒の表面よりも面積が大きい。基板保持ステージは、処理される基板が配置されたときに、基板の外周よりも外側に位置する、延長部を有する。かかる形態によれば、触媒保持部が基板の外側にオーバーハングさせても、触媒保持部が傾くことを防止することが可能であり、触媒と基板との接触状態（たとえば接触圧力分布）を一定に維持することが可能となる。よって、基板のエッチング速度の面内均一性を向上させることが可能である。
本発明の第６６の形態によれば、第６５の形態において、基板保持ステージの延長部に、触媒の表面をコンディショニングするように構成されたコンディショニング部を有する。本構成により、基板処理のインターバル時間のみでなく、基板の処理中においても触媒のコンディショニングが同時に可能となり、処理中における触媒表面の活性状態の維持が可能となる。
本発明の第６７の形態によれば、処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、基板の被処理領域を処理するための基板処理装置が提供される。かかる基板処理装置は、基板を保持するための基板保持面を備える基板保持ステージと、触媒を保持するように構成された触媒保持部と、を有する。基板保持ステージの基板保持面は、触媒保持部の触媒の表面よりも面積が大きい。触媒保持部はさらに、触媒の表面の、基板保持ステージの基板保持面に対する傾きを検出するための傾きセンサと、触媒の表面の触媒の表面の、基板保持ステージの基板保持面に対する傾きを補正するための傾き補正機構と、を有する。かかる形態によれば、触媒保持面の傾きを検出し、検出結果に応じて傾きを補正することで、触媒保持面の傾きによる荷重集中を抑制することが可能であり、触媒と基板との接触状態（たとえば接触圧力分布）を一定に維持することが可能となる。よって、基板のエッチング速度の面内均一性を向上させることが可能である。
本発明の第６８の形態によれば、処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、基板の被処理領域を処理するための基板処理装置が提供される。かかる基板処理装置は、基板を保持するように構成された基板保持部と、触媒を保持するように構成された触媒保持部と、触媒保持部内を通って処理液を基板の被処理領域上に供給するための供給口を有する処理液供給部と、備える。かかる形態によれば、触媒と基板との接触面に処理液を供給でき、触媒と基板との接触面に効果的に処理液を供給することが可能であり、基板のエッチング速度の面内均一性を向上させることが可能である。
本発明の第６９の形態によれば、第６８の形態において、触媒保持部は、触媒保持部内に処理液を一時的に保持するバッファ部と、触媒保持部内を通って処理液を基板の被処理領域上に供給するための複数の供給口を有する処理液供給部と、を有し、複数の供給口は、バッファ部に流体連通する。かかる形態によれば、触媒と基板との間に均一に処理液を供給することが可能であり、基板のエッチング速度の面内均一性を向上させることが可能である。
本発明の第７０の形態によれば、処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、基板の被処理領域を処理するための基板処理装置が提供される。かかる基板処理装置は、基板を保持するように構成された基板保持部と、触媒を保持するように構成された触媒保持部と、を備える。触媒保持部は、触媒保持部と基板とが接触した状態において、触媒保持部と基板との間において、処理液が移動できるように構成される複数の溝を有する。かかる形態によれば、触媒と基板との間に効果的に処理液を供給することが可能となり、基板のエッチング速度の面内均一性を向上させることが可能である。
本発明の第７１の形態によれば、第７０の形態において、複数の溝は、断面形状が、溝の開口部の幅が溝の底部の幅より大きい台形形状である。かかる形態によれば、触媒と基板との接触時において、溝がつぶれることなく維持することが可能となり、処理液の触媒と基板との間への供給が維持されることで、基板のエッチング速度の面内均一性を向上させることが可能となる。
本発明の第７２の形態によれば、第７１の形態において、複数の溝は、（ｉ）複数の同心円のパターン、（ｉｉ）複数の放射状のパターン、（ｉｉｉ）交差する異なる方向に延びる複数の平行線のパターン、および（ｉｖ）らせん状のパターン、のうちの少なくとも
１つを有する。
本発明の第７３の形態によれば、処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、基板の被処理領域を処理するための基板処理装置が提供される。かかる基板処理装置は、基板を保持するように構成された基板保持部と、触媒を保持するように構成された触媒保持部と、を有する。触媒保持部は、処理液を介して触媒と電気的に接続可能に構成されるカウンター電極を有する。かかる形態によれば、基板処理に最適な電圧を触媒に与えることで触媒表面の活性状態を変化させることで、基板のエッチング速度を向上させることができる。
本発明の第７４の形態によれば、第７３の形態において、触媒保持部は、触媒を保持するための触媒保持部材を有し、カウンター電極は触媒保持部材の外側に配置される。
本発明の第７５の形態によれば、第７３の形態において、カウンター電極は、触媒保持部材内に複数のカウンター電極が露出するように配置される。かかる形態により、触媒面内に均一な電位を与えることが可能となり、その結果、触媒表面の活性状態の分布の均一化が可能となることで、触媒と基板との接触面におけるエッチング速度の面内均一性が向上する。
本発明の第７６の形態によれば、第７３ないし第７５のいずれか１つの形態において、触媒保持部は、触媒を取り囲み、基板保持部側が開口する処理液保持部を有し、触媒が基板に接触した状態において、処理液が処理液保持部に保持されるように構成される。
本発明の第７７の形態によれば、第７６の形態において、触媒保持部内を通って処理液を基板の被処理領域上に供給するための供給口を有する処理液供給部を有する。
本発明の第７８の形態によれば、第７３ないし第７７のいずれか１つの形態において、基板処理装置は、触媒とカウンター電極との間に電圧を印加するように構成される電圧制御装置を有する。電圧制御装置は、基板を処理中に、断続的に触媒側の電位が還元側となるように、カウンター電極の電位よりも低くなるように制御する。かかる形態によれば、基板の処理中に触媒に還元作用を発生させ、触媒の酸化・水酸化を抑制することが可能となり、触媒表面の活性状態を維持することが可能となる。
本発明の第７９の形態によれば、第７３ないし第７８のいずれか１つの形態において、触媒は、電気的に複数の領域に分割されており、複数の領域ごとに異なる電圧を印加することができるように構成される。かかる形態によれば、触媒の領域ごとに異なる電圧を印加することで、触媒表面の活性状態を変化させることが可能となり、領域ごとに基板のエッチング速度を変更できるので、基板のエッチングのコントロール性が向上する。
本発明の第８０の形態によれば、第７９の形態において、基板処理装置は、触媒保持部は回転可能に構成される。基板処理装置は、触媒保持部の回転位置を検出する回転位置センサと、触媒保持部の基板保持部に対する位置を検出する位置センサと、を有する。
本発明の第８１の形態によれば、第８０の形態において、基板処理装置は、触媒のそれぞれの領域とカウンター電極との間に電圧を印加するように構成される電圧制御装置を有する。電圧制御装置は、回転位置センサにより検出された触媒保持部の回転位置、および位置センサにより検出された触媒保持部の基板保持部に対する位置、を受け取り、触媒保持部の回転位置および触媒保持部の基板保持部に対する位置に応じて、触媒のそれぞれの領域に独立して電圧を印加するように制御する。
本発明の第８２の形態によれば、処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、基板の被処理領域を処理するための基板処理装置が提供される。かかる基板処理装置は、基板を保持するように構成された基板保持部と、触媒を保持するように構成された触媒保持部と、を有する。触媒保持部は、触媒を保持するための複数の触媒保持部材を有する。基板処理装置は、基板と触媒とが接触するときに、複数の触媒保持部材をそれぞれ独立して制御して、基板と触媒との接触圧力を複数の触媒保持部材ごとに独立して制御する、圧力制御機構を有する。
本発明の第８３の形態によれば、第８２の形態において、圧力制御機構は、複数の触媒保持部材の内部に供給する流体の圧力または流量を制御することで、基板と触媒との接触圧力を制御する。
本発明の第８４の形態によれば、第８２の形態において、圧力制御機構は、複数の触媒保持部材に取り付けられるピエゾ素子を備え、各ピエゾ素子を独立に制御することで触媒と基板との接触圧力を制御する。
本発明の第８５の形態によれば、第８２ないし第８４の形態いずれか１つの形態において、触媒保持部は回転可能に構成される。基板処理装置は、触媒保持部の回転位置を検出する回転位置センサと、触媒保持部の基板保持部に対する位置を検出する位置センサと、を有する。
本発明の第８６の形態によれば、第８５の形態において、圧力制御機構は、回転位置センサにより検出された触媒保持部の回転位置信号、および位置センサにより検出された触媒保持部の基板保持部に対する位置信号、を受け取り、触媒保持部の回転位置および触媒保持部の基板保持部に対する位置に応じて、複数の触媒保持部材における基板と触媒との接触圧力をそれぞれ独立して制御する。
本発明の第８７の形態によれば、第８２ないし第８６の形態いずれか１つの形態において、複数の触媒保持部材の各々は、基板と触媒との接触圧力を検知するように構成される圧力センサを有する。
本発明の第８８の形態によれば、第８７の形態において、圧力制御機構は、圧力センサの各々により検知される圧力信号を受け取り、基板と触媒との接触圧力が所定の圧力分布になるように、複数の触媒保持部材における基板と触媒との接触圧力をそれぞれ独立して制御する。
本発明の第８９の形態によれば、処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、基板の被処理領域を処理するための処理装置が提供される。かかる基板処理装置は、触媒を保持するように構成された触媒保持部を有する。触媒保持部は、触媒を保持するための複数の触媒保持部材と、触媒保持部内を通って処理液を基板の被処理領域上に供給するための、複数の処理液供給通路および処理液供給口を有する処理液供給部と、有する。複数の処理液供給通路の各々は、処理液の流量を独立に調整可能に構成される。
本発明の第９０の形態によれば、第８９の形態において、複数の処理液供給通路の各々には、処理液の流量を測定するための流量計、および、処理液の流量を調整するためのバルブが設けられる。
本発明の第９１の形態によれば、第８９または第９０の形態において、基板処理装置は、基板と触媒とが接触するときに、複数の触媒保持部材をそれぞれ独立して制御して、基板と触媒との接触圧力を複数の触媒保持部材ごとに独立して制御する、圧力制御機構を有
する。
本発明の第９２の形態によれば、第９１の形態において、圧力制御機構は、複数の触媒保持部材にそれぞれ流体を供給することで、基板と触媒との接触圧力を制御する。
本発明の第９３の形態によれば、第９１の形態において、圧力制御機構は、複数の触媒保持部材に取り付けられるピエゾ素子を備え、各ピエゾ素子を独立に制御することにより、触媒と基板との接触圧力分布を制御する。
本発明の第９４の形態によれば、処理液の存在下で円板形状の基板と触媒とを接触させて、基板の被処理領域を処理するための基板処理装置が提供される。かかる基板処理装置は、基板を保持するように構成された基板保持部と、触媒を保持するように構成された触媒保持部と、基板の被処理領域と触媒とが接触した状態で、基板保持部と触媒保持部とを相対的に移動させるように構成された駆動部と、を備える。基板保持部は、基板を保持するための円形の領域を有する。触媒保持部は、触媒を保持するための触媒保持部材を備える。触媒保持部材は、円板形状の基板と触媒とが接触した状態において、基板の中心部分から外縁の一部に重なる略扇形状または三角形状である。
本発明の第９５の形態によれば、第９４の形態において、駆動部は、基板を保持するための円形の領域の半径方向に、触媒保持部を移動可能に構成される。
本発明の第９６の形態によれば、第９４ないし第９５のいずれか１つの形態において、触媒保持部材は、触媒保持部材と基板とが接触した状態において、触媒保持部材と基板との間において、処理液が通るように構成される溝を有する。
本発明の第９７の形態によれば、処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、基板の被処理領域を処理するための基板処理装置が提供される。基板を保持するように構成された基板保持部と、触媒を保持するように構成された触媒保持部と、基板の被処理領域と触媒とが接触した状態で、基板保持部と触媒保持部とを相対的に移動させるように構成された駆動部と、を備える。触媒保持部は、触媒を保持するための触媒保持部材を備える。触媒保持部材は、複数の球状体または複数の円柱体であって、該球状体の球面または該円柱体の周面に触媒の層が形成された複数の球状体または複数の円柱体を備える。複数の球状体または複数の円柱体は、基板保持部と触媒保持部とが相対的に移動する際に、該相対的な移動に伴って回転可能に保持されるように構成される。
本発明の第９８の形態によれば、処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、基板の被処理領域を処理するための基板処理装置が提供される。基板を保持するように構成された基板保持部と、触媒を保持するように構成された触媒保持部と、を有する。触媒保持部は、基板の面に対して垂直な方向に振動可能に構成される。
本発明の第９９の形態によれば、第９８の形態において、触媒保持部はピエゾ素子を有し、基板処理装置は、ピエゾ素子に交流電圧を印加する電源を有する。
本発明の第１００の形態によれば、処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、基板の被処理領域を処理するための基板処理装置が提供される。かかる基板処理装置は、基板を保持するように構成された基板保持部を有する。基板保持部は、それぞれ１つの基板を保持するように構成される複数の基板保持ステージを有する。基板処理装置は、複数の基板保持ステージの各々に関連付けられる、触媒を保持するように構成された複数の触媒保持部を有する。
本発明の第１０１の形態によれば、第１００の形態において、複数の触媒保持部の少なくともいくつかは異なる種類の触媒を保持する。
本発明の第１０２の形態によれば、処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、基板の被処理領域を処理するための基板処理装置が提供される。かかる基板処理装置は、基板を保持するように構成された基板保持部と、触媒を保持するように構成された複数の触媒保持部と、を有する。
本発明の第１０３の形態によれば、第１０２の形態において、基板処理装置は、触媒の表面をコンディショニングするように構成されたコンディショニング部を備える。
本発明の第１０４の形態によれば、第１０２または第１０３の形態において、複数の触媒保持部の少なくともいくつかは、異なる処理条件で動作可能である。
本発明の第１０５の形態によれば、第１０２ないし第１０４のいずれか１つの形態において、複数の触媒保持部の少なくともいくつかは、触媒を保持するための領域の面積が異なる。
本発明の第１０６の形態によれば、第１０２ないし第１０５のいずれか１つの形態において、複数の触媒保持部の少なくともいくつかは、異なる種類の触媒を保持する。
本発明の第１０７の形態によれば、処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、基板の被処理領域を処理するための基板処理装置が提供される。かかる基板処理装置は、基板を保持するように構成された基板保持部と、基板保持部に保持される基板を処理するための、触媒を保持するように構成された触媒保持部と、基板保持部に保持される基板を洗浄するように構成された基板洗浄部と、を有する。
本発明の第１０８の形態によれば、処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、基板の被処理領域を処理するための基板処理装置が提供される。かかる基板処理装置は、基板を保持するように構成された基板保持部と、触媒を保持するように構成された触媒保持部と、処理液を基板の被処理領域上に供給するための供給口を有する処理液供給部と、を有する。基板保持部の基板を保持するための領域は、水平面から所定の角度で傾いている。処理液供給部の供給口は、基板と触媒とが接触した状態において、触媒保持部よりも重力に関して上方に配置される。
本発明の第１０９の形態によれば、第１０８の形態において、処理液供給部は、供給口が触媒保持部とともに移動するように構成される。
本発明の第１１０の形態によれば、処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、基板の被処理領域を処理するための基板処理装置が提供される。触媒を保持するように構成された触媒保持部を有する。触媒保持部は、触媒の温度を制御するための触媒温度制御機構を有する。
本発明の第１１１の形態によれば、第１１０の形態において、触媒温度制御機構はペルチェ素子を有する。
本発明の第１１２の形態によれば、基板処理システムが提供される。かかる基板処理システムは、第１ないし第３２の形態および第４３ないし第１１１の形態のいずれか１つの形態による基板処理装置と、基板を洗浄するように構成された基板洗浄部と、洗浄した基板を乾燥させるための基板乾燥部と、基板を搬送する基板搬送部と、を有する。
本発明の第１１３の形態によれば、第１１２の形態において、基板搬送部は、ウェット状態の基板とドライ状態の基板を別々に搬送できるように構成される。
本発明の第１１４の形態によれば、基板処理システムが提供される。かかる基板処理システムは、第１ないし第３２の形態および第４３ないし第１１１の形態のいずれか１つの形態による基板処理装置と、基板に成膜処理を行うように構成される成膜装置と、を有する。
本発明の第１１５の形態によれば、第１１４の形態において、成膜装置は、化学気相成長（ＣＶＤ）装置、スパッタ装置、メッキ装置、およびコーター装置の少なくとも１つを有する。
本発明の第１１６の形態によれば、処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、基板の被処理領域を処理するための基板処理装置が提供される。かかる基板処理装置は、触媒を保持するように構成された触媒保持部を有し、触媒保持部は、弾性部材と、弾性部材に貼り付けられる、触媒を保持するフィルムと、を有する。
本発明の第１１７の形態によれば、第１１６の形態において、フィルムは樹脂から形成される。
本発明の第１１８の形態によれば、第１１６の形態または第１１７の形態において、フィルムは、触媒と基板とが接触した状態において、触媒と基板との間において処理液が基板の面内で移動可能となるように構成される溝を有する。
本発明の第１１９の形態によれば、第１１８の形態において、溝は、断面形状が、溝の開口部の幅が前記溝の底部の幅より大きい台形形状である。
本発明の第１２０の形態によれば、第１１６の形態ないし第１１９の形態のいずれか１つの形態において、触媒保持部は、触媒保持部内を通って処理液を基板の被処理領域上に供給するための、複数の処理液供給通路および処理液供給口を有する処理液供給部を有する。
本発明の第１２１の形態によれば、処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、基板の被処理領域を処理するための基板処理装置が提供される。かかる基板処理装置は、触媒を保持するように構成された触媒保持部を有し、触媒保持部は、弾性部材と、弾性部材と触媒との間に配置される、弾性部材よりも硬質な材料の層と、を有する。
本発明の第１２２の形態によれば、処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、基板の被処理領域を処理するための基板処理装置が提供される。かかる基板処理装置は、触媒を保持するように構成された触媒保持部を有し、触媒保持部は、処理液を触媒の表面に供給するための入口通路と、処理液を触媒の表面から回収するための出口通路と、を有する。
本発明の第１２３の形態によれば、処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、基板の被処理領域を処理するための基板処理装置が提供される。かかる基板処理装置は、基板の被処理領域のエッチング処理状態をモニタリングするモニタリング部を備える。
本発明の第１２４の形態によれば、第１２３の形態において、基板処理装置の動作の制御を行うように構成された制御部を備え、制御部は、モニタリング部によって得られるエ
ッチング処理状態に基づいて処理中の基板の処理条件における少なくとも１つのパラメータを制御するように構成される。
本発明の第１２５の形態によれば、第１２３の形態において、制御部はモニタリング部で得られるエッチング処理状態に基づいて、処理の終点を決定するよう構成される。
本発明の第１２６の形態において、第１２３の形態または第１２５の形態において、基板処理装置は、触媒を保持するように構成された触媒保持部を有し、モニタリング部は、触媒保持部と基板保持部とが相対的に移動する際の駆動部のトルク電流に基づいてエッチング処理状態をモニタリングするトルク電流モニタリング部を備える。
本発明の第１２７の形態によれば、第１２３の形態において、基板処理装置は、基板を保持するように構成された基板保持部と、触媒を保持するように構成された触媒保持部と、を有し、モニタリング部は、触媒保持部を回転駆動させる際のトルク電流、または、基板保持部を回転駆動させる際のトルク電流、の少なくとも一方のトルク電流に基づいてエッチング処理状態をモニタリングするトルク電流モニタリング部を備える。
本発明の第１２８の形態によれば、第１２３の形態において、基板処理装置は、基板を保持するように構成された基板保持部と、触媒を保持するように構成された触媒保持部と、を有し、モニタリング部は、触媒保持部に備えられる振動センサを有し、振動センサは、基板保持部と触媒保持部とが相対的に移動する際の振動を検出するように構成され、モニタリング部は、振動センサによる振動の変化を検出することでエッチング処理状態をモニタリングするように構成される。
本発明の第１２９の形態によれば、処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、基板の被処理領域を処理するための基板処理装置が提供される。かかる基板処理装置は、触媒を保持するように構成された触媒保持部を有し、触媒保持部は、ディスクホルダ部と、ディスクホルダ部に取り外し可能に連結されるキャタライザディスク部と、を有し、キャタライザディスク部は、表面に触媒が保持される触媒保持部材と、触媒に電気的に接続される触媒電極と、カウンター電極と、を有し、ディスクホルダ部は、触媒電極に電気的に接続される触媒電極用の配線と、カウンター電極に電気的に接続されるカウンター電極用の配線と、を有し、さらに、ディスクホルダとキャタライザディスクとが連結されたときに、触媒電極を触媒電極用の配線に電気的に接続するためのコンタクトプローブ、および、カウンター電極をカウンター電極用の配線に電気的に接続するためのコンタクトプローブ、を有し、基板処理装置は、触媒電極とカウンター電極との間に電圧を印加するための電源を有する。
本発明の第１３０の形態によれば、処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、基板の被処理領域を処理するための基板処理装置が提供される。かかる基板処理装置は、触媒を保持するように構成された触媒保持部と、触媒保持部を基板の面に垂直な方向に移動可能な、触媒保持部に取り付けられる搖動アームと、を有し、搖動アームは、触媒保持部の触媒を基板に接触させているときの接触圧力を測定するように構成されるロードセルを有する。
本発明の第１３１の形態によれば、第１３０の形態において、基板処理装置は、ロードセルにより測定した接触圧力に基づいて触媒と基板との接触圧力を制御するように構成されるＰＩＤコントローラを有する。
本発明の第１３２の形態によれば、第１３０の形態において、搖動アームは、搖動アームの全体を囲うカバーを有し、搖動アームは、カバー内に空気および／または窒素を供給
可能に構成される。
本発明の第１３３の形態によれば、処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、基板の被処理領域を処理するための基板処理装置が提供される。かかる基板処理装置は、基板を保持するように構成された基板保持部を有し、基板保持部は、基板保持ステージと、基板を真空吸着により基板保持ステージに保持するための真空吸着プレートと、を有し、真空吸着プレートは、吸着孔を有し、基板保持部は、真空吸着プレートの吸着孔に流体連通する真空ラインを有し、真空ラインは、真空引きにより基板を前記真空吸着プレートに真空吸着でき、且つ、真空ラインに水および／または空気ないし窒素を供給することで真空吸着を解除することができるように構成される。
本発明の第１３４の形態によれば、処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、基板の被処理領域を処理するための方法が提供される。かかる方法は、基板の被処理領域に処理液を供給するステップと、基板の被処理領域に触媒を接触させるステップと、基板と触媒とが接触した状態で、基板と触媒とを相対的に移動させるステップと、基板を薬液で洗浄するステップと、基板を水で洗浄するステップと、基板を薬液または水で洗浄している間に、触媒の表面をコンディショニングするステップと、を有する。
本発明は、上述した各形態のほか、上述した各形態の構成要素または後述する実施例の構成要素の少なくとも一部のみを自由に組み合わせて、または、省略して、実現することが可能である。これに関して、いくつか具体例を挙げると、例えば、本発明の一形態は、基板を保持するように構成された基板保持部、触媒を保持するように構成された触媒保持部、および、基板の被処理領域と触媒とが接触した状態で、基板保持部と触媒保持部とを相対的に移動させるように構成された駆動部のうちの少なくとも１つを備え、本明細書に記載された特徴の一部分を有する任意の基板処理装置であってもよい。あるいは、本発明の他の一形態は、基板を保持するように構成された基板保持部と、触媒を保持するように構成された触媒保持部と、基板の被処理領域と触媒とが接触した状態で、基板保持部と触媒保持部とを相対的に移動させるように構成された駆動部と、を備え、触媒が、２種類以上の個々の触媒から構成されるか、あるいは、２種類の触媒が含まれる混合物もしくは化合物である基板処理装置であってもよい。あるいは、本発明の他の一形態は、基板を保持するように構成された基板保持部と、触媒を保持するように構成された触媒保持部と、基板の被処理領域と触媒とが接触した状態で、基板保持部と触媒保持部とを相対的に移動させるように構成された駆動部と、を備え、触媒保持部が、球状体または円柱体であって、球状体の球面または円柱体の周面に触媒の層が形成された球状体または円柱体を備え、球状体または円柱体が、基板保持部と触媒保持部とが相対的に移動する際に、相対的な移動に伴って回転可能に保持されるように構成される基板処理装置であってもよい。これらの形態において、第１の形態の特徴の１つである、触媒が基板よりも小さい点は、必ずしも必要とされない点に留意されたい。
さらに、上述した各形態の構成要素または後述する実施例の各構成要素の具体的な特徴は、具体的な特徴の各々をそれぞれ切り離して、適宜、省略可能である。例えば、第１５の形態における処理液温度調整部は、１０度以上かつ６０度以下の範囲以外の範囲内で、処理液の温度を所定温度に調整する構成要素に変形することが可能である。第１ないし第４２の形態以外のいくつかの変形形態を説明したが、これらは例示に過ぎず、本発明は、上述した課題の少なくとも一部を解決できる限り、あるいは、上述した効果の少なくとも一部を奏する限り、本明細書に記載される構成要素、および、その具体的特徴の各々の少なくとも一部分を適宜、組み合わせるか、省略することによっても実現可能である。
本発明の一実施例としての基板処理装置の概略構成を示す概略平面図である。 基板処理装置の概略側面図である。 触媒保持部の詳細を示す概略断面図である。 触媒保持部の他の例を示す概略断面図である。 触媒保持部の他の例を示す概略断面図である。 触媒保持部の他の例を示す概略断面図である。 触媒保持部の他の例を示す概略断面図である。 第２実施例としての基板処理装置の概略側面図である。 第３実施例としての基板処理装置の概略側面図である。 第４実施例としての基板処理装置の概略側面図である。 第４実施例の変形例としての基板処理装置の概略側面図である。 第５実施例としての基板処理装置の概略側面図である。 第６実施例としての基板処理装置の概略側面図である。 第８実施例としての基板処理システムの概略平面図である。 第９実施例としての基板処理装置の概略斜視図である。 図１５に示す基板処理装置の概略断面図である。 コンディショニング部の実施例の構成を示す概略側面図である。 コンディショニング部の実施例の構成を示す概略側面図である。 一実施例としての基板処理装置の概略側面図である。 一実施例としての基板処理装置の概略側面図である。 一実施例としての基板処理装置の概略側面図である。 一実施例としての基板処理装置の概略側面図である。 一実施例としての基板処理装置の概略上面図である。 触媒の搖動速度と基板のエッチング速度の関係を示すグラフである。 一実施例としての基板処理装置の概略側面図である。 一実施例としての基板処理装置の概略上面図である。 一実施例としての基板処理装置の概略上面図である。 一実施例としての基板処理装置の概略側面図である。 一実施例としての触媒保持部の概略側面図である。 一実施例としての触媒保持部の概略側面図である。 一実施例としての触媒保持部の概略側面図である。 一実施例としての触媒保持部の概略側面図である。 一実施例としての触媒保持部の概略側面図である。 図３２に示される触媒保持部の概略下面図である。 触媒に印加する電位のパターンの例を示す図である。 触媒に印加する電位のパターンの例を示す図である。 一実施例としての触媒の配置パターンを示す概略平面図である。 図３６の触媒保持部を用いて基板を処理する例を示す概略平面図である。 一実施例としての触媒の配置パターンを示す概略平面図である。 一実施例としての触媒保持部の概略側面図である。 図３９Ａの触媒保持部を触媒の方から見た平面図である。 一実施例としての触媒保持部の概略側面図である。 図３９Ｃの触媒保持部を触媒の方から見た平面図である。 一実施例としての触媒保持部の概略平面図である。 一実施例としての触媒保持部の概略平面図である。 触媒に印加する電位とエッチング速度を示すグラフである。 触媒に印加する電位とエッチング速度を示すグラフである。 触媒に印加する電位とエッチング速度を示すグラフである。 一実施例としての基板処理装置の概略上面図である。 一実施例としての触媒保持部の構成要素を示す概略側面図である。 一実施例としての触媒保持部の構成要素を示す概略側面図である。 図４７Ａの構成要素を示す概略下面図である。 一実施例としての触媒保持部の構成要素を示す概略側面図である。 一実施例としての基板処理装置の概略側面図である。 一実施例としての基板処理装置の概略側面図である。 一実施例としての基板処理装置の概略上面図である。 一実施例としての基板処理装置の概略構成を示す図である。 一実施例としての基板処理装置の概略構成を示す図である。 一実施例としての触媒保持部を示す概略側面図である。 一実施例としての触媒保持部を示す概略側面図である。 一実施例としての触媒保持部を示す概略側面図である。 一実施例としての触媒保持部の概略下面図である。 図５７に示される触媒保持部の出入口の１つを示す概略断面図である。 一実施例としての、搖動アームに取り付けられた状態の触媒保持部を示す概略側面断面図である。 一実施例としての、搖動アームを用いて触媒保持部とウェハＷとの接触圧力を制御するための構成を示す概略図である。 一実施例としての、触媒保持部とウェハとの接触圧力をＰＩＤ制御する流れを示すフローチャートである。 一実施例としての基板保持部を示す概略側面断面図である。 一実施例としての真空吸着プレートを示す上面図である。 一実施例としての基板処理システムの概略構成を示す平面図である。 一実施例としての触媒保持部を示す概略側面図である。 一実施例としての触媒保持部を示す概略側面断面図である。
以下、図面とともに、本発明による基板処理装置、および基板処理装置を含む基板処理システムの実施例を説明する。図面および以下の説明は、説明される実施例の特徴的な部分のみを説明しており、その他の構成要素の説明は省略している。省略された構成要素に他の実施例の特徴や公知の構成を採用することができる。
Ａ．第１実施例：
図１は、本発明の一実施例としての基板処理システムの基板処理装置１０の概略平面図である。図２は、図１に示す基板処理装置１０の側面図である。基板処理装置１０は、ＣＡＲＥ法を利用して、基板上の半導体材料（被処理領域）のエッチング処理を行う装置である。基板処理システムは、基板処理装置１０と、基板を洗浄するように構成された基板洗浄部と、基板を搬送する基板搬送部とを備えている。また、必要に応じて基板乾燥部も備えてよい（図示省略）。基板搬送部は、ウェット状態の基板およびドライ状態の基板を別々に搬送できるように構成される。更に半導体材料の種類によっては、本基板処理装置による処理の前もしくは後において、従来のＣＭＰによる処理を行って良く、よって更にＣＭＰ装置を備えてよい。さらに、基板処理システムは、化学気相成長（ＣＶＤ）装置、スパッタ装置、メッキ装置、およびコーター装置などの成膜装置を含んでもよい。本実施例では、基板処理装置１０は、ＣＭＰ装置とは別体のユニットとして構成されている。基板洗浄部、基板搬送部およびＣＭＰ装置は、周知技術であるので、以下では、これらの図示および説明は省略する。
基板処理装置１０は、基板保持部２０と、触媒保持部３０と、処理液供給部４０と、揺動アーム５０と、コンディショニング部６０と、制御部９０と、を備えている。基板保持部２０は、基板の一種としてのウェハＷを保持するように構成されている。本実施例では、基板保持部２０は、ウェハＷの被研磨面が上方を向くようにウェハＷを保持する。また
、本実施例では、基板保持部２０は、ウェハＷを保持するための機構として、ウェハＷの裏面（被研磨面と反対側の面）を真空吸着する真空吸着プレートを有する真空吸着機構を備えている。真空吸着の方式としては、吸着面に真空ラインに接続された複数の吸着穴を有する吸着プレートを用いた点吸着の方式、吸着面に溝（例えば同心円状）を有し、溝内に設けた真空ラインへの接続穴を通して吸着する面吸着の方式のいずれを用いても良い。また、吸着状態の安定化のために、吸着プレート表面にバッキング材を貼り付け、本バッキング材を介してウェハＷを吸着しても良い。ただし、ウェハＷを保持するための機構は、公知の任意の機構とすることができ、例えば、ウェハＷの周縁部の少なくとも１ヶ所においてウェハＷの表面および裏面をクランプするクランプ機構であっても良く、またウェハＷの周縁部の少なくとも１ヶ所においてウェハＷの側面を保持するローラチャック機構であっても良い。かかる基板保持部２０は、駆動部モータ、アクチュエータ（図示省略）によって、軸線ＡＬ１を中心として回転可能に構成されている。また、本図では、基板保持部２０は、ウェハＷを保持するための領域よりも外側において、周方向の全体にわたって、鉛直方向上方に向けて延在する壁部２１を備えている。これにより処理液のウェハ面内での保持が可能となり、その結果処理液の使用量の削減が可能である。なお、本図では、壁部２１は基板保持部２０の外周に固定されているが、基板保持部とは別体で構成されていても良い。その場合、壁部２１は上下動を行っても良い。上下動が可能になることで、処理液の保持量を変えることが可能になるとともに、例えばエッチング処理後の基板表面を洗浄する場合、壁部２１を下げることによって洗浄液のウェハＷ外への排出を効率よく行うことができる。
図６２は、一実施例としての基板保持部２０を示す概略側面断面図である。図示の基板保持部２０は、ウェハＷを保持するウェハ保持ステージ２０−２を備える。図示の実施例の基板保持部２０においては、ウェハＷの被処理面が上方を向くようにウェハＷが保持される。また、本実施例では、基板保持部２０は、ウェハＷを保持するための機構として、ウェハＷの裏面を真空吸着する真空吸着プレート２０−６を有する真空吸着機構を備えている。真空吸着プレート２０−６は、たとえば両面テープまたはネジ止めによりウェハ保持ステージ２０−２に取り付けることができる。ウェハ保持ステージ２０−２は、モータ２０−１８により回転させることができる。一実施例として、基板保持部２０は、モータ２０−１８の周囲に空気または窒素を供給できるように構成することができる。ＣＡＲＥ処理においては、腐食性の強い薬液を使用することがあるので、基板保持部２０の内部を外気圧よりも高くして、処理液ＰＬが基板保持部２０の内部に入るのを防止し、モータ等を腐食することを防止することができる。ウェハ保持ステージ２０−２および真空吸着プレート２０−６には、真空ライン２０−８に接続される複数の吸着孔２０−１０が形成されている。図示の実施例においては、吸着孔２０−１０はウェハ保持ステージ２０−２および真空吸着プレート２０−６の中心付近に配置されている。それにより、ウェハ保持ステージ２０−２の内部における液溜まり部２０−２２を小さくすることがでる。真空ライン２０−８は、ロータリージョイント２０−２０を介して図示しない真空源に接続することができる。また、真空ライン２０−８は、切換え弁により、水および／または空気（または窒素）を供給することができ、水および／または空気（または窒素）を供給してウェハＷの吸着を解除することができる。基板保持部２０は、ウェハ保持ステージ２０−２の外側に昇降可能な複数のリフトピン２０−１２を備える。リフトピン２０−１２には、シリンダ機構２０−１４が連結されており、シリンダ機構２０−１４によりリフトピンを昇降させることができる。リフトピン２０−１２が上昇したときに、ウェハＷをウェハ保持ステージ２０−２から持ち上げ、ウェハＷを搬送機構に受け渡すことができる。また、ウェハＷを搬送機構から受け取るときも、リフトピン２０−１２は上昇した位置でウェハＷを受け取る。基板保持部２０は、ウェハ保持ステージ２０−２の周囲を囲うカップ２０−１８を備える。カップ２０−１８は、ウェハＷを処理中に処理液ＰＬ等の液体が周囲に飛散することを防止する。
図６３は、一実施例としての真空吸着プレート２０−６を示す上面図である。図６３に示されるように、真空吸着プレート２０−６は、複数（図６３では４つ）の吸着穴２０−１０が形成されている。真空吸着プレート２０−６の表面には、半径方向および円周方向に同心円の溝パターン２０−１６が形成されている。なお、真空吸着プレート２０−６の材質としては、ゴム材料やＰＥＥＫ材等の樹脂材料であっても良い。但し、ゴム材料の場合は、ウェハＷ裏面への汚染や、吸着によりゴム材料に張り付いてしまうことで、吸着解除の際にウェハＷがゴム材料からはがれない可能性があることを考慮して、例えばゴム材料表面に対して粗面化加工やコーティング材料の配置等の措置を施しても良い。また、樹脂材料の場合、材料の硬度や加工性によっては、真空吸着不良やウェハＷ裏面へのダメージの影響も考慮して、吸着面に保護フィルムやコーティング材等を配置しても良い。
図１および図２に示される実施例の触媒保持部３０は、その下端に触媒３１を保持するように構成されている。本実施例では、触媒３１は、ウェハＷよりも小さい。すなわち、触媒３１からウェハＷに向けて投影した場合の触媒３１の投影面積は、ウェハＷの面積よりも小さい。また、触媒保持部３０は、駆動部すなわちアクチュエータ（図示省略）によって軸線ＡＬ２を中心として回転可能に構成されている。また、触媒保持部３０の触媒３１をウェハＷに接触摺動させるためのモータやエアシリンダを後述の揺動アーム５０に備えている（図示省略）。次に、処理液供給部４０は、ウェハＷの表面に処理液ＰＬを供給するように構成されている。ここで、本図では処理液供給部４０は１つだが、複数配置されていても良く、その場合各処理液供給部から異なる処理液を供給しても良い。また、エッチング処理後に本基板処理装置１０において、ウェハＷ表面の洗浄を行う場合、処理液供給部４０からは洗浄用薬液や水を供給しても良い。次に、揺動アーム５０は、駆動部すなわちアクチュエータ（図示省略）によって、回転中心５１を中心として揺動可能に構成されており、また、上下移動可能に構成されている。揺動アーム５０の先端（回転中心５１と反対側の端部）には、触媒保持部３０が回転可能に取り付けられている。
図３は、触媒保持部３０の詳細を示す概略断面図である。図３（ａ）に示すように、触媒保持部３０は、触媒３１を保持するための弾性部材３２を備えている。弾性部材３２は、弾性膜によって形成されており、弾性部材（弾性膜）３２の内部には、圧力室３３が形成されている。弾性膜３２の外表面には、触媒３１の層が形成されている。本実施例では、触媒３１は、弾性部材３２の外表面に蒸着されている。また、触媒３１は、なお、触媒３１の成膜方法としては、抵抗加熱式蒸着やスパッタ蒸着といった物理蒸着及びＣＶＤ等の化学蒸着の方式がある。また、電解めっきや無電解めっき等の他の成膜方法によって形成されていてもよい。また、成膜厚さは、１００ｎｍから数１０μｍ程度が望ましい。これは、触媒がウェハＷと接触しかつ相対運動を行った場合に摩耗による劣化があるため、成膜厚みが極端に薄い場合は、触媒の交換頻度が多くなるからである。一方で、成膜厚みが大きい場合は、触媒とウェハＷとの接触において、触媒自身の剛性が弾性部材の弾性よりも支配的となり、その結果、弾性部材の有する弾性によるウェハＷとの密着性が損なわれるためである。なお、本成膜においては、弾性部材３２の種類によっては、触媒３１との密着性が劣る場合がある。その場合は弾性部材３２と触媒３１との密着性を改善するために、たとえばカーボン、チタン、クロム、タンタルなどの密着層を予め弾性部材３２の上に形成し、その後触媒３１を形成しても良い。また、板状の触媒３１が弾性部材３２に固定されていてもよい。あるいは、触媒３１は、弾性部材３２に含浸されて形成されてもよく、弾性部材材料と触媒材料の混合体によって形成されてもよい。圧力室３３は、流体源（図示省略）によって圧力室３３に供給される流体（ここでは空気であるが、窒素ガスなどであってもよい）が制御されることによって、ウェハＷの被処理領域と触媒３１との接触圧力を制御するように構成されている。かかる構成によれば、ウェハＷの被処理領域と触媒３１とを接触させる際に、弾性部材３２が変形するので、触媒３１がウェハＷの形状（ウェハＷのそりなど）に追従して均一に接触することが可能になり、その結果、触媒３１とウェハＷとの接触部におけるエッチング速度の均一化が可能となる。
本実施例では、圧力室３３は、図３（ａ）に示すように略直方体もしくは円柱状の形状を有している。ただし、圧力室３３の形状は、任意の形状とすることができる。例えば、図３（ｂ）に示すように、圧力室３３は、円弧状もしくは半球状の形状を有していてもよい。圧力室３３を、これらのような単純な形状とすることにより、触媒３１とウェハＷとの接触状態の更なる均一化が可能となる。
図４は、他の実施形態としての触媒保持部３０ａの詳細を示す概略断面図である。触媒保持部３０ａは、弾性部材３２ａを備えている。弾性部材３２ａは、球状体として構成されている。弾性部材３２ａの外表面には、触媒３１ａの層が形成されている。弾性部材３２ａは、支持フレーム３４ａによって、弾性部材３２ａの底部が露出した状態で回転可能に保持されている。かかる構成によって、弾性部材３２ａは、触媒保持部３０ａと基板保持部２０とが相対移動する際に、当該相対移動に伴って回転する。かかる構成によれば、ウェハＷの被処理領域と触媒３１ａとを接触させる際に、弾性部材３２ａが変形するので、触媒３１ａがウェハＷの形状（ウェハＷのそりなど）に追従して均一に接触することが可能になり、その結果、触媒３１とウェハＷとの接触部におけるエッチング速度の均一化が可能となる。更に、基板保持部２０と触媒保持部３０ａとが相対的に移動する際におけるウェハＷの被処理面と触媒３１ａとの摩擦を低減できる。したがって、被処理面が摩擦によってダメージを受けることを抑制できる。さらに、本実施例では、圧力調節部３５ａを備える。本実施例では、圧力調節部３５ａは、上述した弾性部材３２と同様に、内部に圧力室が形成される弾性膜によって形成されている。圧力調節部３５ａは、流体源（図示省略）から供給される流体によって、弾性部材３２ａをウェハＷ側に押圧する力を調節することによって、ウェハＷの被処理領域と触媒３１ａとの接触圧力を調節するように構成される。圧力調節部３５ａは、板バネなどの他の形態の弾性体であってもよい。なお、弾性部材３２ａは、エアベアリングのような非接触の形態でウェハＷ側に押圧されてもよい。
なお、図３及び図４に示される弾性部材３２及び３２ａの材質としては、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ポリエチレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ三フッ化塩化エチレン、パーフルオロアルキル、フッ化エチレンプロピレン、ポリカーボネート、ポリエチレン、塩化ビニル、ポリメタクリル酸メチル(アクリル)、ポリプロピレン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミドなどが候補として挙げられる。
図５は、他の実施形態としての触媒保持部３０ｂの詳細を示す概略断面図である。触媒保持部３０ｂは、気孔を有するスポンジ３２ｂを備えている。スポンジ３２ｂの外表面には、触媒３１ｂの層が形成されている。触媒３１ｂには、複数の孔部３６ｂが形成されている。また、この例では、基板処理装置１０は、処理液供給部４０ｂを触媒保持部３０ｂ内にも備えている。処理液供給部４０ｂは、スポンジ３２ｂの内部に処理液ＰＬを供給するように構成されている。本実施例では、触媒保持部３０ｂが上下運動することによって、触媒３１ｂとウェハＷとの接触圧力が調整される。かかる構成によれば、スポンジ３２ｂが変形するので、触媒３１ｂとウェハＷとの均一な接触が可能となり、その結果、接触部におけるエッチング速度の均一化が可能となる。しかも、スポンジ３２ｂは、柔軟であるので、被処理面である半導体材料が触媒との摩擦によってダメージを受けることを抑制できる。さらに、スポンジ３２ｂ内からウェハＷの被処理面と触媒３１ｂとの接触部分に処理液ＰＬが供給されるので、接触部分に直接的に必要な分だけ処理液ＰＬを供給することが可能であり、その結果、処理液ＰＬの使用量の削減が可能である。なお、処理液供給部４０ｂに代えて、上述した処理液供給部４０による供給が採用されてもよい。この場合
、触媒３１ｂは、孔部３６ｂを有していなくてもよい。また、図示していないが、弾性部材３２の一例として、ＣＭＰパッド表面に触媒を成膜したものを使用してもよい。ＣＭＰパッドは発泡ポリウレタンやポリウレタン等の含浸した不織布パッドがある。これらはいずれもウェハＷの被処理面との接触に対して十分な弾性を有しているので、弾性部材３２として使用できる。
図６は、他の実施形態としての触媒保持部３０ｃの詳細を示す概略断面図である。触媒保持部３０ｃは、弾性部材３２ｃを備えている。弾性部材３２ｃの下面（ウェハＷ側の面）には、複数の溝３７ｃが形成されている。複数の溝３７ｃ内には、それぞれ触媒３１ｃが埋め込まれている。本実施例では、触媒３１ｃは、同心に配置されたリング形状を有している。かかる構成によれば、弾性部材と基板上の半導体材料との接触面において、触媒の配置に特定の分布を持たせることが可能となり、よって触媒の接触部におけるエッチング量の面内分布の調整が可能となる。
図７は、他の実施形態としての触媒保持部３０ｄの詳細を示す概略断面図である。触媒保持部３０ｄは、複数の弾性部材３２ｄを備えている。換言すれば、触媒保持部３０ｄは、複数の領域に分割されている。弾性部材３２ｄは、図３に示したのと同様に、弾性膜によって形成されており、弾性部材（弾性膜）３２ｄの内部には、圧力室３３ｄが形成されている。弾性膜３２ｄの外表面には、触媒３１ｄの層が形成されている。本実施例では、弾性部材３２ｄは、同心状に配置されており、中心の弾性部材３２ｄ以外の弾性部材３２ｄは、リング形状を有している。各弾性部材３２ｄに対して流体供給による圧力調整が行われる。かかる構成によれば、各々の弾性部材３２ｄごとに、ウェハＷの被処理領域と触媒３１ｄとの接触圧力を制御することができることから、領域ごとに触媒とウェハＷとの接触状態を制御できる。
なお、図３ないし図７に記載の実施形態において、弾性部材表面には溝形状を設けても良い、本溝により触媒とウェハＷとの接触部への処理液の回り込み及び置換が促進されることで、エッチング速度の増加及び安定性の向上が可能となる。
一実施例として、触媒３１または弾性部材３２の表面に形成される溝は、触媒３１の面内の方向に延びるように形成され、触媒３１とウェハＷとが接触した状態において、触媒３１とウェハＷとの間において処理液ＰＬが、ウェハＷの面内で移動可能となるように形成される。溝形状の一実施例として、溝形状は、溝の開口部の幅が溝の底部の幅よりも大きい台形形状の断面を持つ（たとえば図２９および図３０参照）。そのため、触媒３１とウェハＷとが接触したときに、溝がつぶれることなく溝形状を維持することが可能となり、触媒３１とウェハＷとの間への処理液ＰＬの供給が維持される。また、一実施例として、溝は、複数の同心円や、複数の放射状のパターンとなるように弾性部材３２の表面に形成される。一実施例として、溝は、交差する異なる方向に延びる複数の平行線のパターンや、らせん状のパターンとなるように弾性部材の表面に形成される。なお、溝の幅やパターンは上記のもの以外に任意のものを利用することができる。
図５４は、一実施例としての触媒保持部３０を示す概略側面図である。図５４に示されるように、触媒保持部３０は、触媒保持部材３２（たとえば弾性部材３２）を有する。触媒保持部材３２には、樹脂製のフィルム３２−２が貼り付けられている。樹脂製のフィルム３２−２の触媒保持部材３２の反対側に位置する面には触媒３１が保持されている。樹脂製のフィルム３２−２は、触媒３１とともに触媒保持部材３２から剥がすことができる。そのため、図５４の実施例の触媒保持部３０は、フィルム３２−２を取り換えることで触媒保持部材３２を繰り返し使用することができる。触媒保持部材３２がたとえば弾性部材から形成される場合、触媒保持部材３２の表面には凹凸が存在することがある。本実施例のように、フィルム３２−２を触媒保持部材３２に貼り付けることで、触媒保持部材３
２の表面の凹凸を解消し、触媒３１の表面をより平坦にすることができる。また、弾性部材３２は、通常は全方向に弾性を示すので、弾性部材３２の表面に触媒３１を保持させる場合、触媒３１の面内方向に伸縮したときに触媒３１が破れることがある。樹脂製フィルム３２−２はフィルムの面方向に弾性部材３２ほど伸び縮みしないので、触媒保持部材３２にフィルム３２−２を貼り付けることで触媒保持部材３２の面内方向の伸縮を防止できる。その結果、フィルム３２−２に保持される触媒３１の破れを防止することができ、一方で弾性部材３２のフィルム３２−２の面に垂直な方向の弾性は維持され、触媒３１がウェハＷの形状に追従して均一に接触することを可能にする。
図５５は、一実施例としての触媒保持部３０を示す概略側面図である。図５５の実施例は図５４の実施例と同様に、触媒３１は、樹脂製のフィルム３２−２に保持される。ただし、図５５の実施例は図５４の実施例と異なり、樹脂製のフィルム３２−２は、溝パターンが形成される。かかる溝パターンの上に触媒３１が保持される。かかる溝は、フィルム３２−２および触媒３１の面内の方向に延びるように形成され、触媒３１とウェハＷとが接触した状態において、触媒３１とウェハＷとの間において処理液ＰＬが、ウェハＷの面内で移動可能となるように形成される。溝形状は任意の形状を採用することができるが、上述したような、溝の開口部の幅が溝の底部の幅よりも大きい台形形状の断面を持つように形成することができる（たとえば図２９および図３０参照）。あるいは、フィルム３２−２の溝パターンの代わりに図５７に示される出入口３０−４０ａに対応する位置に複数の貫通穴を設けてもよい。
図５６は、一実施例としての触媒保持部３０を示す概略側面図である。図５６の実施例は、図５５の実施例と同様に、触媒３１は、樹脂製のフィルム３２−２に保持される。図５６の実施例においては、樹脂製のフィルム３２−２は２層構造である。触媒保持部材３２側に配置される第１層の樹脂製フィルム３２−２ａには溝パターンは形成れない。触媒３１側に配置される第２層の樹脂製フィルム３２−２ｂは、任意の溝パターンを形成することができる。このとき、溝パターンは第２層の樹脂製フィルム３２−２ｂを貫通して形成される。フィルム上に精度良く均一な深さで溝を形成することは困難なことがあるが、これにより第２層の樹脂製フィルム３２−２ｂの厚さに等しく均一な深さの溝形状を形成することができる。
図５４−図５６の実施例の触媒保持部３０は、本明細書で開示される触媒保持部の任意の特徴を備えるように構成することができる。たとえば、図２９および図３０に示される実施例のように、処理液ＰＬを触媒保持部３０の内部から触媒３１の表面に供給するように構成することができる。その場合、図５４−図５６の実施例において、触媒保持部材３２、樹脂製のフィルム３２−２、および触媒３１には、処理液ＰＬが通るための処理液供給通路３０−４０、供給口３０−４２が設けられる。
図５４−図５６の触媒保持部３０は以下の手順で形成することができる。まず、樹脂製のフィルム３２−２に溝パターンを形成する。溝パターンが必要なければ形成しなくてもよい。次に、溝パターンを形成した（あるいは溝パターンを形成しない）樹脂製フィルム３２−２に触媒材料を成膜する。触媒材料の成膜方法は、本明細書で説明された任意の方法または公知の任意の方法で行うことができる。次に、触媒３１を成膜した樹脂製のフィルム３２−２を触媒保持部材３２に接着剤または両面テープなどで貼り付ける。
図５４−５６の触媒保持部３０では、取り換え可能な樹脂製のフィルム３２−２を触媒保持部材３２に貼り付ける構成としたが、触媒保持部材３２の表面の微小な凹凸を解消して、触媒３１の表面を平坦にするためには、必ずしも樹脂製のフィルム３２−２でなくてもよく、また、取り換え可能なフィルムでなくてもよい。たとえば、弾性部材３２のような触媒保持部材３２の表面にガラスを塗布または噴霧したり、樹脂を塗布または噴霧した
りしてもよい。ここで、樹脂としてはポリウレタンやポリイミド等を用いることができる。あるいは、ガラスシートまたは金属シートを触媒保持部材３２に貼り付けてもよい。他にも、触媒保持部材３２よりも表面を平坦にできるものであれば任意の構成を採用することができる。これらは、必ずしも交換可能でなくてもよい。
図５７は、一実施例としての触媒保持部３０を触媒３１の方から見た平面図である。図５７に示されるように、触媒保持部３０の触媒３１の表面には、処理液ＰＬが出入りするための複数の出入口３０−４０ａが形成される。図５８は、図５７に示される出入口３０−４０ａの１つの断面図である。図５８に示されるように、触媒保持部３０は、触媒３１が保持される触媒保持部材３２を有する。触媒保持部材３２には、処理液ＰＬが通過するための貫通孔３０−４６が形成されている。触媒保持部材３２の触媒３１の反対側には、支持材３０−４８が配置される。支持材３０−４８には、処理液ＰＬを触媒３１の表面に供給するための入口通路３０−５１、および処理液ＰＬを回収するための出口通路３０−５３が形成されている。入口通路３０−５１および出口通路３０−５３は、ともに貫通孔３０−４６に向かって開口している。図５７および図５８に示される実施例において、出口通路３０−５３は入口通路３０−５１を囲むように配置されている。図５７および図５８に示される実施例においては、触媒３１の表面には、他の実施例で説明されるような溝パターンは形成されていないが、他の実施例として、溝パターンを形成してもよい。図５７および図５８に示される実施例においては、出入口３０−４０ａを介して処理液ＰＫを触媒３１の表面に供給および回収することができるので、溝パターンが形成されていなくても、または少ない数の溝パターンでも触媒３１の表面の処理液ＰＬを置換することができる。触媒３１の表面に溝パターンが形成されている場合、ウェハＷと触媒３１を接触させて互いに摺動的に移動させるときに、触媒の溝の角部から触媒３１が剥がれることがある。図５７および図５８に示される実施例における処理液の出入口３０−４０ａの場合、溝パターンを形成する場合よりも、触媒３１の角部が少なくなり、触媒３１が剥がれるリスクを軽減することができる。
図４０および図４１は、一実施例としての触媒保持部３０の形状を示す平面図である。上述のような、ウェハＷよりも小さな触媒保持部３０をウェハＷ上で搖動させる方式では、ウェハＷのエッジ側では、触媒３１とウェハＷとの接触時間が他の部位よりも小さくなることによるエッチング量の低下が生じて、エッチング量を均一に制御することが困難となることがある。このような場合、ウェハＷのエッジ側のエッチング量を均一にするために、触媒３１をウェハＷの外周を越えるように搖動させる（オーバーハングさせる）ことで接触時間の増加が可能である。また、図４０および図４１の実施例の触媒保持部３０は、処理するウェハＷの半径程度またはそれより少し大きい寸法の２辺を備える三角形または扇形の触媒保持部材３２（たとえば弾性部材３２）を備える。ここで、三角形および扇形の頂点は、処理するウェハＷの中心付近に位置するように、触媒３１とウェハＷとを接触させてウェハＷを処理する。この触媒保持部材３２自体は回転しないように構成される。このような触媒保持部材３２の形状とすることで、ウェハＷの各半径位置での触媒３１のウェハ円周に対する接触割合がほぼ等しくなり、触媒３１自体が回転しなくてもウェハＷの回転に対する触媒３１の接触時間が半径方向でほぼ一定となる。そのため、複雑な動作をさせなくてもウェハＷの処理の面内均一性を向上させることができる。なお、図４０および図４１に示される実施例において、他の実施例で説明するような、触媒保持部３０をウェハＷの半径方向に搖動させる機構（たとえば搖動アーム５０）を備えるようにしてもよい。触媒保持部３０をウェハＷの半径方向に搖動させることで、ウェハＷの中心部のみが常に触媒３１に接触している状態となることを避けることができる。また、図４０および図４１に示される実施例において、他の実施例で説明するように、触媒３１または触媒保持部材３２の表面に処理液が通る溝を形成してもよい。触媒保持部３０のウェハＷ上での搖動および溝により処理液ＰＬが十分に触媒接触面に回り込むようにすることができる。
図６６は本開示による基板処理装置の触媒保持部３０の一実施例である。触媒保持部３０内に設置したピエゾ素子３０−５５に振動周波数に対応した交流電圧を印加することで、触媒保持部３０に保持される触媒３１をウェハＷ（図示せず）の面に対して垂直な方向に振動可能に構成することができる。もしくは、ボールねじ３０−５７を用いて触媒保持部３０全体を上下に振動するようにしても良い。その他の構成については、本開示による実施例の特徴または公知の特徴を任意に組み合わせることができる。触媒３１を振動させ、触媒３１とウェハＷの面が接触した状態と非接触の状態を交互に繰り返すことにより、触媒３１とウェハＷとの接触による摩擦を軽減し、触媒３１が触媒保持部材３２から剥離するリスクを軽減することができる。なお、振動周波数は10Hzから100kHzの間であることが好ましい。振動周波数が１０Ｈｚよりも小さいと処理後のウェハＷに振動周波数に応じた処理ムラが生じてしまう。振動周波数が100kHzよりも大きいと、処理液ＰＬにおいてキャビテーションが発生し、ウェハＷ表面および触媒３１の表面にダメージを与えてしまう。
図４６、図４７Ａ、および図４８は、本開示による一実施例としての触媒保持部３０の構成を示す概略断面側面図である。本実施例における触媒保持部３０は、図４６に示されるディスクホルダ部３０−７０、およびディスクホルダ部３０−７０に取り付けおよび交換可能な、図４７Ａに示されるキャタライザディスク部３０−７２を含む。図４７Ｂは、図４７Ａに示されるキャタライザディスク部３０−７２を触媒３１の方から見た概略平面図である。なお、図３１は、これらが取り付けられた状態を示す図である。図４６に示されるように、ディスクホルダ部３０−７０は、ヘッド３０−７４を有する。ヘッド３０−７４の中央には処理液供給通路３０−４０、触媒電極用の配線、およびカウンター電極用の配線が延びる。また、ジンバル機構３０−３２（たとえば球面滑り軸受）を介してヘッド３０−４０が回転可能となるように、ヘッド３０−７４が搖動アーム５０に取り付けられる。ジンバル機構３０−３２については、たとえば特開２００２−２１０６５０号公報に開示されているものと類似の機構を採用することができる。図４７Ａ、図４７Ｂに示されるように、キャタライザディスク部３０−７２は、触媒保持部材３２（たとえば弾性部材３２）および触媒保持部材３２に保持される触媒３１を有する。図示のように、触媒３１は、触媒電極３０−４９に電気的に接続される。また、触媒保持部材３２の外側にカウンター電極３０−５０が配置される。ディスクホルダ部３０−７０の触媒用の配線およびカウンター電極用の配線は、キャタライザディスク部３０−７２を接続したときに、それぞれ触媒電極および０−４９カウンター電極３０−５０に電気的に接続される。触媒電極３０−４９とカウンター電極３０−５０の間には外部電源により電圧を印加することができる。また、キャタライザディスク部３０−７２は、触媒保持部材３２および触媒３１の外側に、間隔を隔ててこれらを囲む壁部３０−５２が形成される。触媒３１とウェハＷとが接触した状態において、壁部３０−５２により、処理液ＰＬを保持する処理液保持部が画定される。ディスクホルダ部３０−７０とキャタライザディスク部３０−７２とを接続するときに、電気的な接続のために図４８に示されるようなコンタクトプローブ３０−７６が用いられる。ディスクホルダ部３０−７０とキャタライザディスク部３０−７２とが接続されたとき、処理液供給通路３０−４０は、キャタライザディスク部３０−７２の触媒保持部材３２を貫通して延び、触媒３１の表面の供給口３０−４２まで延びる。
一実施例として、本明細書により開示される触媒保持部３０は、搖動アーム５０に取り付けることができる。図５９は、一実施例としての搖動アーム５０に取り付けられた状態の触媒保持部３０を示す概略側面断面図である。図５９に示されるように、搖動アーム５０は、全体がカバー５０−２で囲まれる。触媒保持部３０は、ジンバル機構３０−３２を介してシャフト５０−１に連結される。シャフト５０−１は、ボールスプライン５０−４、スリップリング５０−６、およびロータリージョイント５０−８により回転可能に支持される。なお、スリップリング５０−６に代えて、ロータリーコネクタを使用してもよく
、また非接触式に電気接続を実現してもよい。触媒保持部３０は、回転モータ５０−１０により回転させることが可能である。シャフト５０−１は、昇降エアシリンダ５０−１２により軸方向に駆動される。エアシリンダ５０−１２は、エアベアリングシリンダを用いることができる。エアベアリングシリンダを使用することで摺動抵抗を減らし、またヒステリシスを低減することもできる。エアシリンダ５０−１２はロードセル５０−１４を介してシャフト５０−１に連結され、エアシリンダ５０−１２からシャフト５０−１に与えられる力をロードセル５０−１４により測定することができる。搖動アーム５０は、処理液および／または水を触媒保持部３０の触媒３１の表面の供給口３０−４２から供給できるように処理液供給通路３０−４０を有する。また、処理液および／または水は、触媒保持部３０の外側から供給するようにしてもよい。搖動アーム５０は、空気または窒素の供給源と接続され、カバー５０−２内に空気または窒素を供給できるように構成することができる。ＣＡＲＥ処理においては、腐食性の強い薬液を使用することがあるので、カバー５０−２の内部を外気圧よりも高くして、処理液ＰＬがカバー５０−２の内部に入ることを防止することができる。
図６０は、一実施例としての、搖動アーム５０を用いて触媒保持部３０とウェハＷとの接触圧力を制御するための構成を示す概略図である。図６０に示されるように、エアシリンダ５０−１２のピストン表面の一方の側に空気を供給するための第１管路５０−１６ａが接続されている。第１管路５０−１６ａには、電空レギュレータ５０−１８ａ、電磁弁５０−２０ａ、および圧力計５０−２２ａが接続されている。電空レギュレータ５０−１８ａは、ＰＩＤコントローラ５０−１５に接続されており、ＰＩＤコントローラ５０−１５から受け取った電気信号を空気圧に変換する。電磁弁５０−２０ａはノーマルクローズ弁であり、ＯＮのときに空気が流れる。圧力計５０−２２ａは、第１管路５０−１６ａ内の圧力を測定することができる。エアシリンダ５０−１２のピストン表面の他方の側には、空気を供給するための第２管路５０−１６ｂが接続されている。第２管路５０−１６ｂには、精密レギュレータ５０−１８ｂ、電磁弁５０−２０ｂ、および圧力計５０−２２ｂが接続されている。電磁弁５０−２０ｂはノーマルオープン弁であり、ＯＦＦのときに空気が流れる。圧力計５０−２２ｂは、第２管路５０−１６ｂ内の圧力を測定することができる。第２管路５０−１６ｂは、エアシリンダ５０−１２から触媒保持部３０までの自重ｍ２ｇ＋ｍ１ｇをキャンセルするための空気圧が与えられる。なお、ｍ２ｇはロードセル５０−１４よりも上の荷重であり、ロードセル５０−１４による測定に含まれ、ｍ１ｇはロードセル５０−１４より下の荷重であり、ロードセル５０−１４による測定に含まれない。前述のように、エアシリンダ５０−１２からシャフトに与えられる力はロードセル５０−１４により測定することができる。
一実施例として、触媒保持部３０とウェハＷとの接触圧力はＰＩＤ制御することができる。図６１は、一実施例としての、触媒保持部３０とウェハＷとの接触圧力をＰＩＤ制御する流れを示すフローチャートである。図６１のフローチャートに示されるように、ＰＩＤコントローラ５０−１５は、基板処理装置１０の制御部９０から荷重指令ＳＦを受け取る。一方で、ＰＩＤコントローラ５０−１５は、ロードセル５０−１４から測定された力Ｆを受け取る。ＰＩＤコントローラ５０−１５は、受け取った荷重指令ＳＦを実現するためのＰＩＤ演算をＰＩＤコントローラ内部で行う。ＰＩＤコントローラ５０−１５は、ＰＩＤ演算結果に基づいて、電空レギュレータ５０−１８ａに圧力指令ＳＰを与える。圧力指令ＳＰを受け取った電空レギュレータ５０−１８ａは、内部のアクチュエータを動作させて所定の圧力Ｐの空気を排出させる。なお、電空レギュレータ５０−１８ａは内部に圧力センサを保持しており、電空レギュレータ５０−１８ａから排出される空気の圧力Ｐが圧力指令ＳＰに等しくなるようにフィードバック制御される。かかるフィードバック制御は比較的に高速のサンプリングタイムで行われる。電空レギュレータ５０−１８ａにより排出された空気は、エアシリンダ５０−１２に供給されて、エアシリンダが駆動される。エアシリンダ５０１２により発生される力Ｆは、ロードセル５０−１４により測定される
。ＰＩＤコントローラ５０−１５は、ロードセル５０−１４から受け取った測定値Ｆを、制御部９０から受け取った荷重指令ＳＦと比較し、両者が等しくなるまでＰＩＤ演算以下の処理を繰り返す。かかるフィードバック制御は電空レギュレータ５０−１８ａの上述の内部のフィードバック制御よりも低速のサンプリングタイムで行われる。このように、ロードセル５０−１４とＰＩＤコントローラ５０−１５を用いて、触媒保持部３０のウェハＷへの押し付け力を監視してフォードバック制御することで、常に最適な押し付け力を維持することができる。なお、エアシリンダ５０−１２の駆動速度を制御するために、荷重指令を段階的（たとえば０．１秒ごと）に変化させて最終的な荷重指令ＳＦに到達するようにすることができる。
本開示に示される任意の触媒保持部３０において、触媒３１の温度を制御するための触媒温度制御機構を備えることができる。触媒温度制御機構として、たとえば、ペルチェ素子を使用することができる。図６５は、一実施例としての触媒保持部３０を示す概略側面図である。図６５の実施例においては、触媒３１は弾性部材３２の表面に保持される。触媒３１が保持される側と反対側の弾性部材３２の面には、支持体３２−４が配置される。支持体３２−４には、ペルチェ素子３２−６が取り付けられる。支持体３２−４は、熱伝導性が高い材料であることが望ましく、たとえば金属またはセラミックスなどから形成することができる。本実施例においては、ペルチェ素子３２−６を用いて触媒３１を昇温することで、エッチングレートを上昇させることができる。逆に、ペルチェ素子３２−６を用いて触媒３１を冷却することで、弾性部材３２の硬度を高くし、エッチングによる段差解消性を向上させることができる。また、エッチング開始時に触媒３１を昇温し、エッチングがある程度進んだ段階で触媒３１を冷却することで、エッチングレートと段差解消性能をともに向上させることができる。
次に、コンディショニング部６０は、所定のタイミングで触媒３１の表面をコンディショニングするように構成されている。このコンディショニング部６０は、基板保持部２０に保持されたウェハＷの外部に配置されている。触媒保持部３０に保持された触媒３１は、揺動アーム５０によって、コンディショニング部６０上に配置されることができる。
制御部９０は、基板処理装置１０の動作全般を制御する。また、制御部９０では、ウェハＷのエッチング処理条件に関するパラメータも制御される。こうしたパラメータとしては、例えば、基板保持部の回転、角度回転等の運動条件、触媒３１とウェハＷとの接触圧力、揺動アーム５０の揺動条件、処理液供給部４０からの処理液流量や処理液温度等の供給条件、後述の電位調整部５８０の電位印加条件、またコンディショニング部６０での触媒表面のコンディショニング条件が挙げられる。
本基板処理装置１０での基板のエッチング処理の流れについて説明する。まず基板搬送部よりウェハＷが基板保持部２０に真空吸着により保持される。次に処理液供給部４０により処理液が供給される。次に、揺動アーム５０によって、触媒保持部３０の触媒３１がウェハＷ上の所定の位置に配置された後、触媒保持部３０の上下動により、ウェハＷの被処理領域と触媒３１とが接触し、また所定の接触圧力に調整される。また、本接触動作と同時もしくは接触後において、基板保持部２０と触媒保持部３０との相対移動が開始される。かかる相対移動は、本実施例では、基板保持部２０の回転と、触媒保持部３０の回転と、揺動アーム５０による揺動運動とによって実現される。なお、基板保持部２０と触媒保持部３０との相対移動は、基板保持部２０および触媒保持部３０のうちの少なくとも一方の、回転運動、並進運動、円弧運動、往復運動、スクロール運動、角度回転運動（３６０度未満の所定の角度だけ回転する運動）のうちの少なくとも１つによって実現することができる。
かかる動作によって、触媒３１の触媒作用によって、ウェハＷと触媒３１との接触箇所
において、触媒３１の作用により生成されたエッチャントがウェハＷ表面に作用することにより、ウェハＷの表面がエッチング除去される。ウェハＷの被処理領域は、任意の単一または複数の材質から構成されることができ、例えば、ＳｉＯ２やＬｏｗ−ｋ材料に代表される絶縁膜、ＣｕやＷに代表される配線金属、Ｔａ、Ｔｉ、ＴａＮ、ＴｉＮ、Ｃｏ等に代表されるバリアメタル、ＧａＡｓ等に代表されるＩＩＩ−Ｖ族材料である。また、触媒３１の材質としては、例えば、貴金属、遷移金属、セラミックス系固体触媒、塩基性固体触媒、酸性固体触媒などとすることができる。また、処理液ＰＬは、例えば、酸素溶解水、オゾン水、酸、アルカリ溶液、Ｈ２Ｏ２水、フッ化水素酸溶液などとすることができる。なお、触媒３１および処理液ＰＬは、ウェハＷの被処理領域の材質によって、適宜設定することができる。例えば、被処理領域の材質がＣｕである場合、触媒３１としては酸性固体触媒が用いられ、処理液ＰＬとしてはオゾン水が用いられても良い。また、被処理領域の材質がＳｉＯ２である場合には、触媒３１には白金やニッケルが用いられ、処理液ＰＬには酸が用いられても良い。また、被処理領域の材質がＩＩＩ−Ｖ族金属（例えば、ＧａＡｓ）である場合には、触媒３１には鉄が用いられ、処理液ＰＬにはＨ２Ｏ２水が用いられても良い。
また、ウェハＷの被処理領域において、エッチング対象の材料が複数混在する場合には個々の材料に対して複数の触媒及び処理液を用いても良い。具体的な運用としては、触媒側については、（１）複数の触媒を配置した１個の触媒保持部での運用、（２）異なる触媒をそれぞれ配置した複数の触媒保持部による運用がある。ここで、（１）については、複数の触媒材料を含む混合物や化合物であっても良い。また、処理液側について、触媒側が（１）の形態の場合は、個々の触媒材料によるエッチング対象材料のエッチングに適した成分を混合したものを処理液として使用しても良い。また、触媒側が（２）の形態の場合は、それぞれの触媒保持部近傍にエッチング対象材料のエッチングに適した処理液を供給しても良い。但し、処理液の種類によっては、混合による処理液の劣化もあるため、その場合は第４の実施例で後述するような処理液保持部２７０を用いて処理液の存在領域を局在させることで回避できる。
また、本実施例において、触媒３１はウェハＷよりも小さいため、ウェハＷ全面をエッチング処理する場合、触媒保持部３０はウェハＷ全面上を揺動する。ここで、本ＣＡＲＥ法では触媒との接触部においてのみエッチングが生じるため、ウェハＷと触媒３１との接触時間のウェハ面内分布がエッチング量のウェハ面内分布に大きく影響する。これについては、揺動アーム５０のウェハ面内での揺動速度を可変にすることで、接触時間の分布を均一化することが可能である。具体的には、ウェハＷ面内での揺動アーム５０の揺動範囲を複数の区間に分割し、各区間において揺動速度を制御する。
たとえば、図２２のように、ウェハＷを一定の回転速度で回転させた状態で、触媒保持部３０がウェハＷの中心を通るような軌跡で搖動する場合において、触媒のある１点におけるウェハＷとの接触時間は、ウェハＷの半径に対して反比例する。そのため、基本的には搖動速度の分布もウェハＷの半径に対して反比例するように小さく調整すれば、触媒３１とウェハＷとの接触時間が一定になる。しかし、触媒保持部３０の触媒３１には所定の大きさ・径があり、また、ウェハＷの端部においてエッチングを発生させるために、ウェハＷの端部から触媒３１をオーバーハングさせる必要がある。そのため、触媒３１のウェハＷとの接触面積が変化する。よって、このような面積変化を補正するために、触媒保持部３０の搖動速度を調整することで、ウェハＷの面内の各点における触媒３１との接触時間を調整することが望ましい。図２３は、触媒保持部３０を等速でウェハＷ面内で搖動させた場合と、搖動範囲を１１区間に分割して各区間の搖動速度を好適化した場合とにおける、ウェハＷのエッチング速度を示すグラフである。図２３のグラフに示されるように、触媒保持部３０を等速で搖動させた場合、ウェハＷの中心部において、触媒３１とウェハＷとの接触時間が大きくなり、ウェハＷの中心部でエッチング速度が増加する結果、エッ
チング速度の面内均一性が悪くなる。これに対して、触媒保持部３０の搖動区間を１１区間に分割し、各区間の搖動速度を調整すると、触媒３１とウェハＷとの接触時間がより均一化される。そのため、エッチング速度のウェハＷ面内分布が改善する。なお、図２３の好適化の例では、触媒保持部３０の搖動区間を１１区間に分割しているが、分割数を多くすれば（たとえば３０区間）より緻密に搖動速度を調整でき、触媒３１とウェハＷとの接触時間分布を調整可能になり、ウェハＷの面内均一性をさらに向上させることができる。
処理されるウェハＷよりも半径の小さな触媒保持部３０をウェハＷ上で搖動させてウェハＷを処理する基板処理装置においては、触媒保持部３０をウェハＷの外側にオーバーハングさせる場合がある。触媒保持部３０をウェハＷからオーバーハングさせる場合、ウェハＷの外側では触媒保持部３０を支持する構造がないので、触媒保持部３０がウェハＷ面に対して傾くことがある。図２７は、触媒保持部３０がウェハＷに対してオーバーハングした際に、傾いた状態を側面図で示している。図示のように、触媒保持部３０がウェハに対してオーバーハングすると、ウェハＷのエッジ付近において接触圧力が集中する。触媒３１が弾性部材３２上に保持されている場合、接触圧力の増加とともに弾性部材３２が変形することで、触媒３１とウェハＷとの接触面積が増加することでウェハＷのエッジ付近でエッチングレートが増加する。そのため、触媒３１の表面とウェハＷの被処理面とが平行でない場合、触媒３０とウェハＷとの間の接触分布が不均一になり、ウェハＷ面のエッチング速度の面内均一性が悪化する。特に、図２７に示されるような触媒保持部３０がウェハＷに対してオーバーハングする場合は、触媒保持部３０が大きく傾くことがあり、上述のような弾性部材３２によりウェハＷとの接触を追従させる構造では、必ずしも十分にウェハＷのエッチング速度の面内均一性を保つことができないことがある。そこで、本開示による基板処理装置の一実施例においては、以下のような解決策を提案する。
図２４は、基板処理装置１０の一実施例としての基板保持部２０および触媒保持部３０を示す概略側面図である。図２４に示される実施例において、基板保持部２０は、ウェハＷを保持するためのウェハ保持面を備えるウェハ保持ステージ２０−２を有する。図示のように、本実施例において、ウェハ保持ステージ２０−２のウェハ保持面は、触媒保持部３０の触媒３１の表面の面積よりも大きい。ウェハ保持ステージ２０−２は、処理されるウェハＷが配置されたときに、ウェハＷの外周よりも外側に位置する延長部２０−４を備える。かかる延長部２０−４の半径方向の寸法は任意であるが、触媒保持部３０の触媒３１を保持する面の半径程度かそれ以上であることが望ましい。
図２５は、図２４に示される基板保持部２０および触媒保持部３０の概略上面図である。図２５に示される例では、ウェハ保持ステージ２０−２の延長部２０−４は、ウェハ保持ステージ２０−２と一体的な構造とすることができ、また、ウェハ保持ステージ２０−２の外周の全体に設けることができる。なお、本例では、ウェハ保持ステージ２０−２の延長部２０−４は、ウェハ保持ステージ２０−２と一体的な構造としているが、それぞれが独立の構造物となるように構成されてもよい。
図２６は、基板処理装置１０の他の実施例としての基板保持部２０および触媒保持部３０を示す概略上面図である。図２６に示されるように、ウェハ保持ステージ２０−２の延長部２０−４は、ウェハ保持ステージ２０−２と別構造になっており、ウェハ保持ステージ２０−２が回転自在に配置されるのに対して、延長部２０−４は、基板処理装置１０に固定されている。これにより、延長部２０−４の面積を小さくすることができ、基板処理装置全体の空間を効率的に活用することができる。
図２４−図２６に示されるような、ウェハ保持ステージ２０−２の延長部２０−４を設ける実施例においては、触媒保持部３０をウェハＷに対してオーバーハングさせた場合でも、触媒保持部３０が延長部２０−４により支持される。そのため、オーバーハング時で
も触媒３１のウェハＷに対する接触状態（たとえば接触圧力の分布）を一定に維持することが可能となり、その結果、ウェハＷのエッチング速度の面内均一性を維持することができる。
なお、ウェハ保持ステージ２０−２の延長部２０−４に、本開示により説明する任意の特徴を備えるコンディショニング部６０を配置することもできる。そのような構成とすることで、装置全体の空間を効率的に活用することができる。
図２８は、基板処理装置１０の一実施例としての触媒保持部３０を示す概略側面図である。図２８に示される実施例において、触媒保持部３０は、触媒３１の表面の傾きを検出するための傾きセンサ３０−１０を有する。傾きセンサ３０−１０により、基板保持ステージ２０−２に保持されたウェハＷの表面に対する触媒３１の傾きを検出することができる。たとえば、触媒保持部３０がウェハＷに対してオーバーハングする場合などに発生し得る傾き（図２７参照）を検出することができる。
図２８の実施例においては、触媒保持部３０は、触媒保持部３０の触媒３１の表面の傾きを補正するための傾き補正機構を有する。傾き補正機構の具体的な構成として、たとえば図２８に示されるように、触媒保持部材３２（たとえば弾性部材３２）のエッジ付近に設けられるエアシリンダ機構３０−１８を用いることができる。エアシリンダ機構３０−１８は、エアシリンダ３０−２０と、一端がエアシリンダ３０−２０内に空気圧により駆動されるピストン３０−２２と、ピストン３０−２２の他端に連結された押圧部材３０−２４と、を有する。押圧部材３２−２４はローラー３０−２６を有する。ローラー３０−２６は、触媒保持部材３２の触媒３１が保持されている面の反対側の面を回転可能に支持する。図２８の実施例において、エアシリンダ機構３０−１８は、触媒保持部材３２の半径方向の反対側に複数（たとえば２つ）設けられている。これらのエアシリンダ機構は、相対的な位置を保ったまま触媒保持部材３２の周方向に回転可能に構成してもよい。
なお、図２８に示される実施例における触媒保持部３０は、触媒保持部材３２を、処理するウェハＷの面に垂直な方向に移動させる別のシリンダ機構３０−３０を有する。図示の実施例においては、エアシリンダ機構３０−３０は、ジンバル機構３０−３２を介して、触媒保持部材３２に連結されている。また、触媒保持部材３２は、触媒保持部材３２の周方向に回転可能に構成される。
図２８に示される実施例においては、ウェハＷの処理中に触媒保持部３０が、ウェハＷに対してオーバーハングした場合などに、傾きセンサ３０−１０により触媒保持部材３２の傾きが検出される。検出された傾きに応じて、エアシリンダ機構３０−１８等の傾き補正機構により、触媒保持部材３２の傾きを補正することができる。そのため、触媒３１とウェハＷとの接触状態（たとえば接触圧力の分布）を一定に維持することが可能となり、その結果、ウェハＷのエッチング速度の面内均一性を向上させることができる。
以上説明したＣＡＲＥ法を用いた基板処理装置１０によれば、ウェハＷと触媒３１との接触箇所のみにおいてエッチングが生じ、それ以外のウェハＷと触媒３１との非接触箇所ではエッチングは生じない。このため、凹凸を有するウェハＷの凸部のみが選択的に化学的に除去されるので、平坦化処理を行うことができる。また、ウェハＷを化学的に研磨するので、ウェハＷの加工面にダメージが生じにくい。なお、理論上は、ウェハＷと触媒３１とは、必ずしも接触しなくてもよく、近接していてもよい。この場合、近接とは、触媒反応によって生成されるエッチャントが、ウェハＷの被処理領域に到達できる程度に近いことと定義することができる。ウェハＷと触媒３１との離隔距離は、例えば、５０ｎｍ以下とすることができる。
なお、本ＣＡＲＥ法によるエッチング処理後、ウェハＷは基板洗浄部にて洗浄されるが、本基板処理装置１０内において洗浄を行っても良い。例えば処理液供給部４０よりウェハ洗浄液もしくは水を供給するとともにウェハＷを回転させて洗浄を行う。
また、基板処理装置１０では、触媒３１の表面にエッチング生成物が付着するので、エッチング性能が次第に劣化することになる。そこで、制御部９０は、所定のタイミングで、触媒保持部３０をコンディショニング部６０に退避させ、触媒３１のコンディショニングを実施する。所定のタイミングとしては、エッチング処理のインターバル時（処理されたウェハＷを搬出し、未処理のウェハＷを基板保持部２０に配置する間の期間）、もしくは予め定められた稼働時間を経過するたび、などとすることができる。本実施例では、コンディショニング部６０は、スクラブ洗浄部６１を備えている。スクラブ洗浄部６１は、スポンジ、ブラシなどのスクラブ部材を有しており、洗浄液供給部６２から供給される洗浄液の存在下で、触媒３１をスクラブ洗浄する。この際の触媒保持部３０とスクラブ洗浄部６１のスクラブ部材との接触については、触媒保持部３０側もしくはスクラブ部材の上下動によりなされる。また、コンディショニング時には触媒保持部３０もしくはスクラブ洗浄部６１のスクラブ部材の少なくとも一方を回転等の相対運動をさせる。これにより、エッチング生成物が付着した触媒３１の表面を活性な状態に回復させることができるうえ、エッチング生成物によってウェハＷの被処理領域がダメージを受けることを抑制できる。
コンディショニング部６０には、上述の構成に限らず、種々の構成を採用し得る。例えば、本スクラブ洗浄部６１における洗浄液は基本的には水で良いが、エッチング生成物によってはスクラブ洗浄のみでは除去が困難な場合がある。その場合は洗浄液としてエッチング生成物を除去可能な薬液を供給しても良い。例えば、エッチング生成物が珪酸塩(ＳｉＯ２)である場合には薬液としてフッ化水素酸を用いても良い。あるいは、コンディショニング部６０は、電解作用を利用して触媒３１表面のエッチング生成物を除去するように構成された電解再生部を備えていてもよい。具体的には、電解再生部は、触媒３１と電気的に接続可能に構成された電極を有しており、触媒と電極との間に電圧を印加することによって、触媒３１の表面に付着したエッチング生成物を除去するように構成される。
あるいは、コンディショニング部６０は、触媒３１を新たにめっきすることによって、触媒３１を再生するように構成されためっき再生部を備えていても良い。このめっき再生部は、触媒３１と電気的に接続可能に構成された電極を有しており、再生用触媒を含む液中に触媒３１を浸漬した状態で、触媒３１と電極との間に電圧を印加することによって、触媒３１の表面をめっき再生するように構成される。
図１７Ａは、本開示による基板処理装置に使用できるコンディショニング部６０の実施例の構成を示す概略側面図である。図１７Ａに示されるように、コンディショニング部６０は、触媒保持部３０の触媒３１の表面に向かい合うように配置されるコンディショニングステージ６０−２を有する。コンディショニングステージ６０−２はモータ等により回転運動やスクロール運動等を可能に構成することができる。
また、コンディショニング部６０は、触媒３１の表面を洗浄するための水および／または薬液を供給するように構成された触媒洗浄ノズル６０−４を有する。洗浄ノズル６０−４は、図示しない水および／または薬液の供給源、および必要な配管、バルブなどに接続され、所望の流体を触媒３１に供給することができる。触媒洗浄ノズル６０−４は複数あってもよく、それぞれ水および異なる種類の薬液を供給するようにすることができる。あるいは、バルブ等を操作することにより、１つの触媒洗浄ノズル６０−４から、水および異なる種類の薬液を触媒洗浄ノズル６０−４から供給することができるように構成してもよい。図１７Ａに示される実施例において、洗浄ノズル６０−４は、コンディショニング
ステージ６０−２の外側に配置されている。
図１７Ｂは、コンディショニング部６０の他の実施例を示す概略側面図である。図１７Ｂに示される実施例において、洗浄ノズル６０−４は、コンディショニングステージ６０−２の内側に配置される。より具体的には、洗浄ノズル６０−４は、コンディショニングステージ６０−２の表面に配置される。本実施例において、コンディショニングステージ６０−２は、洗浄ノズル６０−４に水および／または薬液を供給するための通路６０−６を有する。
図１７Ａおよび図１７Ｂの実施例のように、コンディショニング部６０に洗浄ノズル６０−４を設けることで、基板の処理中に触媒３１に付着したエッチング生成物を水および／または薬液により除去することができる。上述したように、触媒保持部３０は回転可能であり、触媒保持部３０を回転させながら、触媒３１に水および／または薬液を噴きつけることで、触媒３１に付着したエッチング生成物等の残渣を除去することができる。図１７Ｂの実施例においては、洗浄ノズル６０−４を、コンディショニングステージ６０−２の内側に配置することで、図１７Ａの実施例のように外側に配置するよりも、触媒３１の全体に均一に水および／または薬液を供給しやすくなる。一方、図１７Ａの実施例においては、コンディショニングステージ６０−２の内側に通路６０−６を設ける必要がないので、水および／または薬液を供給するための配管が簡単になる。なお、図１７Ａおよび図１７Ｂの実施例による触媒３１の洗浄は、後述の他のコンディショニングプロセスと組み合わせて使用してもよく、たとえば他のコンディショニングプロセスの前に行うようにし、洗浄した触媒３１に対してさらなるコンディショニングを実施してもよい。なお、図１７Ａおよび図１７Ｂの実施例による触媒３１の洗浄は、他のコンディショニングプロセスの後に行うようにして、コンディショニング中に生じた残渣等を除去するようにしてもよい。もちろん、図１７Ａおよび図１７Ｂの実施例による触媒３１の洗浄を、他のコンディショニングプロセスの前と後の両方で行ってもよい。
なお、図１７Ａおよび図１７Ｂのコンディショニング部６０において、上述したようなスクラブ洗浄部６１を設けて、触媒３１をスクラブ洗浄するように構成することができる。
図１８は、触媒保持部３０およびコンディショニング部６０の他の実施例を示す概略側面図である。本実施例において、触媒保持部３０は、触媒に電気的に接続可能に構成される電極を有する。また、コンディショニング部６０は、コンディショニングステージ６０−２に配置された再生用電極６０−１２を有する。また、本実施例において、コンディショニングステージ６０−２に形成された通路６０−６を介して、コンディショニングステージ６０−２上に水および／または薬液を供給することができる。追加的または代替的に、後述するように、触媒保持部３０内中を通る処理液供給通路３０−４０を介してコンディショニングステージ６０−２上に水および／または薬液を供給するようにしてもよい。
図１８に示される本実施例において、一例として、触媒３１に接続された電極がプラスとなり、コンディショニングステージ６０−２に配置された再生用電極６０−１２がマイナスとなるように電圧を印加する。それにより、水および／または薬液を介して触媒３１の表面を電解エッチングすることができる。触媒３１の表面を電解エッチングすることにより、基板のエッチング処理によりエッチング残渣の付着や変質層の生成により劣化した触媒３１の表面を除去し、触媒３１の表面を活性な状態に回復させることができる。
また、反対に、触媒３１に接続された電極がマイナスとなり、コンディショニングステージ６０−２に配置された再生用電極６０−１２がプラスとなるように電圧を印加することもできる。それにより、水および／または薬液を介して触媒３１の表面に還元作用を施
すことができる。たとえば、基板のエッチング処理により触媒３１の表面が酸化している場合、還元作用により触媒表面の酸化物を還元して、触媒３１の表面を活性な状態に回復させることができる。
図１９は、触媒保持部３０およびコンディショニング部６０の他の実施例を示す概略側面図である。本実施例では、上述した電圧印加とともにスクラブ洗浄を併用している。図示のように、図１９に示される実施例において、コンディショニング部６０は、再生用電極６０−１２上にスクラブ部材６１を有する。スクラブ部材６１は、たとえば、多孔質で液浸透可能な材料とすることができ、具体的な材料としてポリビニルアルコール（ＰＶＡ）から形成することができる。また、スクラブ部材６１として、ＣＭＰ装置において用いられる研磨パットと同様のものを使用してもよい。本実施例においては、電圧印加による電気的作用に、スクラブ洗浄による物理的作用を併用しているので、一方だけを用いる触媒３１のコンディショニングをよりもよりコンディショニングを向上させることができる。
また、図１８に示される実施例の変形例として、イオン交換体を使用してもよい。イオン交換体は電界下で水の電離を促進させる触媒作用を有しており、触媒３１とイオン交換体とが近接または接触した状態で電圧を印加することで、水の電離が促進され、Ｈ＋イオンおよびＯＨ−イオンが生成される。これらＨ＋イオンおよびＯＨ−イオンを触媒３１の表面に作用させることにより、触媒３１の表面の電解エッチングによるコンディショニング、あるいは還元作用によるコンディショニングを行うことができる。さらに、この場合の液体としては、水または希薄な薬液を使用してもよいため、使用する薬液の削減が可能である。
図２０は、触媒保持部３０およびコンディショニング部６０の他の実施例を示す概略側面図である。本実施例においては、コンディショニングステージ６０−２は、外周に周方向の全体にわたって鉛直方向上方に延在する壁部６０−８を有する。この壁部６０−８により、触媒３１のコンディショニング中に水および／または薬液を一時的に保持する液溜め部が形成される。壁部６０−８は、高さを変更可能に構成することができる。それにより、水および／または薬液の保持量を変更することができ、また、触媒３１のコンディショニング終了後に壁部６０−８を下げることで、水および／または薬液を排出することができる。その他の構造については、図１７から図１９の実施例に示される任意の特徴または公知の特徴を備えることができる。本実施例においては、触媒３１のコンディショニング中に水および／または薬液を液溜め部に保持することができる。その結果、コンディショニングを効率的に行うことができ、また、水および／または薬液の使用量を削減できる
また、図２０に示される実施例において、液溜め部に水および／または薬液を保持し、触媒３１を液中に浸漬している間に、液溜め部内の液体に超音波を照射して触媒をコンディショニングするように構成することができる。照射する超音波はｋＨｚ単位の超音波が好ましい。本実施例においては、超音波を照射することで、触媒３１に付着した残渣を効率的に除去することができる。
図２１は、一実施例としてのコンディショニング部６０の概略図を示している。図２１に示される実施例において、コンディショニング部６０は、触媒３１の表面の状態を測定するための触媒測定センサ６０−１０を有する。
一実施例として、触媒測定センサ６０−１０は、触媒３１の電気抵抗を測定する抵抗センサとすることができる。触媒３１が金属である場合、触媒３１の膜厚変化や触媒３１の表面へのエッチング残渣の付着や酸化物の変質層の発生により、電気抵抗値が変化する。これを利用して、触媒３１の表面の状態の測定が可能となる。
一実施例として、触媒測定センサ６０−１０は、触媒の厚さを測定する厚さセンサとすることができる。触媒の厚さは、たとえば触媒が金属である場合、触媒３１の表面に流れる渦電流を測定することで測定できる。より具体的には、触媒３１の表面に近接して配置されたセンサコイルに高周波電流を流して触媒３１に渦電流を発生させ、触媒３１上に形成された導電性の金属膜に誘導磁場を生じさせる。ここで生じる渦電流及びこれにより算出される合成インピーダンスは、触媒３１の金属膜の厚みや触媒３１の表面へのエッチング残渣の付着や酸化物の変質層に応じて変化することから、厚さセンサ６０−１０は、かかる変化を利用して、触媒３１の状態を非接触で測定することが可能である。
一実施例として、触媒測定センサ６０−１０は、光学式センサである。光学式センサを使用することで、触媒３１が光透過性のある材料である場合に、膜厚の変化に伴う反射強度を測定することで、触媒３１の表面の状態を非接触で測定することができる。
一般に、触媒の表面状態を最適に保つためにコンディショニングが行われる。コンディショニングが不足すると、触媒表面の活性状態の劣化により、処理される基板に対する望ましいエッチング性能が得られない。一方で、過剰なコンディショニングを行うと、触媒の寿命が短くなる。上述のような触媒の表面の状態を測定するための触媒測定センサ６０−１０を用いることで、最小のコンディショニング量で、適切な触媒状態を得ることが可能となる。たとえば、触媒３１をコンディショニングしている間に、触媒測定センサ６０−１０により触媒の状態を随時測定しながら、コンディショニングの終点を検出することができる。具体的には、触媒３１にエッチング残渣の付着や酸化物の変質層が生じた場合、触媒３１の表面の電気抵抗が増加する。これに対して、触媒３１のコンディショニングがなされ、触媒３１の表面が清浄化されるにつれて電気抵抗は減少する。よって、前述の電気抵抗や渦電流によるインピーダンスを測定するタイプの触媒測定センサ６０を使用することで、コンディショニングの終点を判定することが可能となる。あるいは、触媒３１のコンディショニングの前に、触媒測定センサ６０−１０により触媒の状態を測定し、測定値に基づいて、コンディショニング条件（たとえばコンディショニングの時間、電圧印加条件、スクラブ部材６１の接触圧力や回転数といったスクラブ条件）などの、コンディショニングのパラメータを事前に決定することができる。あるいは、触媒測定センサ６０−１０を用いずに、後述するモニタリング部４８０により、基板処理中の処理レートなどから触媒３１の状態を推定し、コンディショニングのパラメータを決定することもできる。また、触媒測定センサ６０により、これらの触媒３１の膜厚に相当する信号も得ることが可能であり、触媒３１の摩耗による減少をモニタリングすることで、触媒３１の交換時期を決定することもできる。
以上は、触媒３１の表面の劣化に対するコンディショニングについて説明したが、特に触媒３１の表面の酸化等の変質層の生成に関しては、前述のコンディショニング以外の方法でも触媒３１の劣化を抑制することが可能である。たとえば、一実施例において、基板処理装置１０は、触媒３１として、白金、ニッケル、鉄、またはクロムが使用されるが、触媒保持部３０は、金属触媒に処理液を介して電気的に接続可能なカウンター電極を有する。かかるカウンター電極に、触媒３１の金属よりもイオン化傾向の大きい金属を使用することができる。この場合、ウェハＷの処理時において、２種の金属間に、イオン化傾向が小さい金属からイオン化傾向が大きい金属に電子が移動する方向に起電力が生じる。その結果、イオン化傾向の大きな電極が優先的に酸化されるため、イオン化傾向の小さな金属である触媒３１の酸化および／または水酸化が抑制される。
また、一実施例において、コンディショニング部６０は、触媒３１の表面にガスを供給するためのガス供給ノズルを有する。ガス供給ノズルの具体的な構成としては、図１７Ａに示される触媒洗浄ノズル６０−４と同様の構成のノズルを使用することができる。あるいは、触媒洗浄ノズル６０−４にドライエアや窒素ガスなどのガス源を接続して、ガス供
給ノズルとして使用できるようにしてもよい。一般に、金属表面の酸化反応および／または水酸化反応は、水分の存在により生じる。そのため、ウェハＷのエッチング処理を長時間行わない間（たとえば、ウェハＷのロット処理のインターバル時間）に、触媒３１の表面にガス供給ノズルにより、ドライエアや窒素ガスを噴射して触媒３１の表面を乾燥させることで、触媒３１の酸化および／または水酸化を抑制することができる。
なお、ウェハＷのエッチング処理を行っていないインターバル時間に触媒３１の酸化および／または水酸化を防止するために、図１８および図１９を用いて説明したような、触媒側の電極をマイナスにし、再生用電極をプラスになるように電圧を印加して、触媒３１の表面に還元作用を付与することで、触媒３１の酸化および／または水酸化を抑制するようにしてもよい。
また、基板処理装置１０は、ＣＭＰ装置と組み合わせて使用しても良い。これにより、基板上の半導体材料に対する柔軟な処理を行うことが可能になり、全体として処理能力を向上できる。なお、基板処理装置１０及びＣＭＰ装置による処理の順番は処理対象の材料によって異なるため、適宜、基板搬送部による搬送ルートを選択すれば良い。例えば、始めにＣＭＰ装置で処理を行った後に基板処理装置１０で処理を行う場合や、始めに基板処理装置で処理を行った後にＣＭＰ装置で処理を行うことができる。
Ｂ．第２実施例：
図８は、第２実施例としての基板処理装置１１０の概略構成を示している。図８では、図２に示す構成要素と同一の構成要素には、図２と同一の符号を付して、その説明を省略する。この点は、他の図面にも適用される。本実施例の基板処理装置１１０では、基板保持部１２０の内部には、基板温度制御部１２１が配置されている。基板温度制御部１２１は、例えばヒータであり、ウェハＷの温度を制御するように構成されている。基板温度制御部１２１によって、ウェハＷの温度は、所望の温度に調節される。ＣＡＲＥ法は、化学エッチングであるため、そのエッチング速度は、基板温度に依存する。かかる構成によれば、基板温度に応じてエッチング速度を変化させることが可能であり、その結果、エッチング速度及びその面内分布の調整が可能である。なお、本実施例では、ヒータは同心円状に複数配置されており、各ヒータの温度を調整しても良いが、単一のヒータをらせん状に基板保持部１２０内に配置しても良い。
代替態様として、基板温度制御部１２１に代えて、または、加えて、基板処理装置１１０は、処理液ＰＬの温度を、所定温度に調整する処理液温度調整部を備えていてもよい。あるいは、これらに代えて、または加えて、触媒保持部３０に、触媒３１の温度を調整する触媒温度制御機構を備えていてもよい。かかる構成によっても、処理液温度を調節することで、エッチング速度の調整が可能となる。ここで、処理液ＰＬの温度は、例えば、１０度以上かつ６０度以下の範囲内の所定温度に調節されてもよい。
また、上記温度依存性を応用し、例えば基板処理装置１１０を恒温槽内に配置し、基板処理装置１１０全体の温度をコントロールすることにより、エッチング性能の安定化が可能である。
Ｃ．第３実施例：
図９は、第３実施例としての基板処理装置２１０の概略構成を示している。基板処理装置２１０は、処理液供給部４０に代えて処理液供給部２４０を備えている点が第１実施例と異なっている。なお、この例では、基板保持部２２０は、ウェハＷの表面および裏面をクランプするクランプ機構を有するように図示されている。処理液供給部２４０は、触媒保持部３０の近傍、好ましくはウェハＷの回転の上流部、つまり処理液供給部２４０から供給された処理液がウェハＷの回転により触媒保持部３０に効率よく供給される位置にお
いて揺動アーム５０に固定されている。このため、処理液ＰＬをウェハＷの被処理領域上に供給するための供給口２４１は、触媒保持部３０とともに移動するように構成されている。かかる構成によれば、常に新鮮な処理液ＰＬを触媒３１の周辺に供給することが可能であり、その結果、エッチング性能が安定する。また、触媒保持部３０の揺動アーム５０による揺動運動の形態に関わらず、触媒３１とウェハＷとの接触部近傍に処理液の供給が可能であり、処理液の使用量の削減が可能である。
Ｄ．第４実施例：
図１０は、第４実施例としての基板処理装置３１０の概略構成を示している。基板処理装置３１０は、処理液保持部２７０を備えている点が第３実施例と異なっている。処理液保持部２７０は、ウェハＷ側が開口した箱形形状を有しており、触媒保持部３０の周囲において触媒保持部３０を取り囲んでいる。処理液供給部２４０は、処理液保持部２７０を貫通しており、その結果、供給口２４１は、内部空間２７１の内部に配置され、処理液ＰＬは、内部空間２７１の内部に供給される。処理液保持部２７０とウェハＷとの間には、処理液保持部２７０がウェハＷ上を摺動してウェハＷにダメージを与えることがないようにクリアランスが確保されている。このクリアランスは、ごく僅かであり、内部空間２７１に供給された処理液ＰＬの大半は、内部空間２７１に保持される。かかる構成によれば、処理液ＰＬは、ほぼ、触媒３１の周囲にのみ保持されるので、処理液ＰＬの使用量を大幅に削減できる。なお、本実施例では、処理液保持部２７０とウェハＷとの間にクリアランスが設けられているが、処理液保持部２７０のウェハＷとの対向面に例えばスポンジ等の弾性部材を配置すればウェハＷにダメージを与えることなく、接触させることは可能である。
図１１は、図１０に示した基板処理装置３１０の変形例を示している。この例では、基板処理装置３１０は、さらに、処理液吸引部２４２を備えている。処理液吸引部２４２は、処理液保持部２７０を貫通しており、その結果、吸引口２４３は、内部空間２７１の内部に配置されている。つまり、処理液吸引部２４２は、内部空間２７１と連通している。処理液吸引部２４２には、ポンプなどの吸引装置（図示省略）が接続されている。かかる処理液吸引部２４２によって、内部空間２７１に保持された処理液ＰＬは吸引除去される。かかる構成によれば、常に新鮮な処理液ＰＬを触媒３１に供給することが可能となり、その結果、エッチング性能の安定化が可能となる。
図２９は、本願により開示される基板処理装置に使用することができる触媒保持部３０の一実施例を示す概略的な側面断面図である。かかる実施例の基板処理装置２１０において、処理液供給部２４０の配管は、搖動アーム５０及び触媒保持部３０の回転軸および触媒保持部３０を通って、触媒３１のウェハＷと接触する面から処理液ＰＬが供給される。また、かかる実施例において、触媒３１および触媒保持部材３２（たとえば弾性部材３２）は、触媒保持部３０を通して供給された処理液ＰＬをウェハＷと触媒３１との間に供給するための処理液供給通路３０−４０を有し、触媒３１の表面に処理液を供給するための供給口３０−４２が形成される。上述したように、触媒３１の面内における処理液ＰＬの液回りは触媒接触面内におけるエッチング速度の分布に影響を与える。ウェハＷや触媒保持部３０が回転する構成において、触媒保持部３０の外部から処理液ＰＬを供給する場合、回転数の条件によっては、回転によって処理液ＰＬが触媒３１とウェハＷとの接触面へ十分に回り込まないことがある。その場合、ウェハＷと触媒３１との間への均一な処理液ＰＬの引き込みが十分になされない場合がある。図２９に示される実施例においては、処理液ＰＬは、ウェハＷと触媒３１との間の接触領域の内側から供給されるので、ウェハＷと触媒３１との間の接触領域への均一な処理液ＰＬの引き込みが可能となる。そのため、ウェハＷと触媒３１との間の接触領域におけるエッチング速度の均一性が向上する。また、触媒保持部３０の搖動アーム５０による搖動運動の形態に関わらず、触媒３１とウェハＷとの間の接触領域の内側から処理液ＰＬの供給が可能であり、処理液ＰＬの使用量の削
減が可能である。
図３０は、本願により開示される基板処理装置に使用することができる触媒保持部３０の一実施例を示す概略的な側面断面図である。図３０に示される実施例においては、図２９に示される実施例と同様に、触媒保持部３０は、処理液供給部２４０の配管、搖動アーム５０及び触媒保持部３０の回転軸および触媒保持部３０を通って、触媒３１の溝部から処理液ＰＬが供給される。図３０の実施例においては、触媒保持部材３２の内部に、搖動アーム５０の内部の処理液ＰＬの配管に流体連通するバッファ部３０−４４を有する。さらに、触媒３１および触媒保持部材３２は、バッファ部３０−４４から処理液ＰＬを触媒３１の溝部からウェハＷと触媒３１との間に供給するための複数の処理液供給通路３０−４０を有し、溝部の底に触媒３１の表面に処理液を供給するための複数の供給口３０−４２が形成される。図３０に示される実施例においては、搖動アーム５０内を通った処理液ＰＬは、一時的にバッファ部３０−４４で保持され、バッファ部３０−４４から複数の供給口３０−４２を介してウェハＷと触媒３１と接触領域近傍（溝部）に処理液ＰＬの供給がなされる。図３０の実施例は、触媒３１の表面に設けられた複数の供給口３０−４２から処理液ＰＬが供給されるので、図２９の実施例よりも均一な処理液ＰＬの供給がしやすい。さらに、図２９の実施例においても、触媒３１の表面に処理液ＰＬが通るための適切な溝を設けることによりさらに均一な処理液ＰＬの供給が可能となる。
図３９Ａは、本願により開示される基板処理装置に使用することができる触媒保持部３０の一実施例を示す概略的な側面断面図である。図３９Ｂは、図３９Ａの触媒保持部３０を触媒３１の方から見た平面図である。図３９Ａに示される実施例においては、図２９に示される実施例と同様に、触媒保持部３０は、処理液供給部２４０の配管、搖動アーム５０及び触媒保持部３０の回転軸および触媒保持部３０を通って、触媒３１のウェハＷと接触する面から処理液ＰＬが供給される。また、図３９Ａに示される実施例においては、触媒保持部３０は、図７に示される実施例と同様に、同心状に配置された複数の圧力室３３ｄを形成する弾性部材３２ｄを有し、各圧力室３３ｄの圧力を独立に制御できるように構成される。図３９Ａに示される実施例においては、処理液ＰＬは、複数の圧力室３３ｄの間を通る複数の処理液供給通路３０−４０および各供給口３０−４２から供給される。図３９Ｂに示される実施例においては、処理液の供給口３０−４２は触媒３１の表面に４か所設けられている。また、図３９Ｂに示される実施例において、触媒３１の表面には、同心円パターンの溝が形成されている。かかる溝は、触媒３１とウェハＷとが接触した状態において、触媒３１とウェハＷとの間において処理液ＰＬが、ウェハＷの面内で移動可能となるように形成される。処理液ＰＬの供給口３０−４２は、処理液の効率的な分配のためにかかる溝内に配置されることが望ましい。なお、他の実施例として、供給口３０−４２の数および配置、溝のパターンは任意のものとすることができる。図３９Ａおよび図３９Ｂの実施例において、処理液ＰＬの流量は半径位置ごとに独立して調整可能に構成される。たとえば、図３９Ａに示されるように、処理液供給通路３０−４０に流量計３０−４１および処理液の流量を調整するためのバルブ３０−４３を設けることができる。図示の実施例において、同一の半径位置にある処理液供給通路３０−４０は同一の流量で処理液が供給され、異なる半径位置にある処理液供給通路３０−４０の流量は異なる流量とすることができる。また、図示しないが、処理液供給通路３０−４０に分岐バルブを設けて、複数の異なる種類の処理液を１系統の処理液供給通路３０−４０を介して供給できるように構成してもよい。
図３９Ｃは、本願により開示される基板処理装置に使用することができる触媒保持部３０の一実施例を示す概略的な側面断面図である。図３９Ｄは、図３９Ｃの触媒保持部３０を触媒３１の方から見た平面図である。図３９Ｃに示される実施例では、図３９Ａの実施例とは異なり、異なる複数の処理液を同時に触媒３１の表面に供給できるように構成される。図３９Ｃでは、２種類の処理液を供給できるように示されているが、他の実施例と
して、処理液供給通路３０−４０および各種バルブ３０−４３の数を増やして、より多くの種類の処理液を供給できるように構成してもよい。
図３９Ａ〜３９Ｄの実施例においては、触媒３１とウェハＷとの接触圧力を半径位置の異なる領域ごとに調整することができ、また処理液ＰＫの供給量も半径位置の異なる領域ごとに調整することができる。そのため、ウェハＷと触媒３１との間の接触領域におけるエッチング処理時の接触圧力の面内分布を制御し、エッチング速度の均一性をより向上させることが可能となる。また、異なる種類の処理液ＰＬを同時に触媒３１の表面に供給することができるため、本実施例の構成は様々なＣＡＲＥ法によりウェハＷ処理のプロセスに効果的に利用することができる。
Ｅ．第５実施例：
図１２は、第５実施例としての基板処理装置４１０の概略構成を示している。基板処理装置４１０は、モニタリング部４８０を備えている点と、制御部４９０がパラメータ変更部４９１も備えている点とが上述の実施形態と異なる。モニタリング部４８０は、ウェハＷの被処理領域のエッチング処理状態をモニタリングする。モニタリング部４８０は、アクチュエータによって、ウェハＷにおける特定位置に水平方向に移動可能に構成されている。なお、本モニタリング部４８０は特定位置に固定されていても良いが、エッチング処理時においてウェハＷの面内を移動しても良い。モニタリング部４８０がウェハＷの面内を移動する場合には、モニタリング部４８０を触媒保持部３０と連動して移動するようにしても良い。これにより、ウェハＷ面内のエッチング処理状態の分布を把握することが可能である。ここで、モニタリング部４８０の構成は被処理領域の材料によって異なる。また、被処理領域が複数の材料により構成される場合には、複数のモニタリング部を組み合わせて使用しても良い。例えば、研磨対象がウェハＷ上に形成された金属膜である場合には、モニタリング部４８０は、渦電流モニタリング部として構成されてもよい。具体的には、モニタリング部４８０は、ウェハＷの表面に近接して配置されたセンサコイルに高周波電流を流してウェハＷに渦電流を発生させ、ウェハＷ上に形成された導電性の金属膜に誘導磁場を生じさせる。ここで生じる渦電流及びこれにより算出される合成インピーダンスは、金属膜の厚みに応じて変化することから、モニタリング部４８０は、かかる変化を利用して、エッチング処理状態のモニタリングを行うことが可能である。
モニタリング部４８０は、上述の構成に限らず、種々の構成を備えることができる。例えば、酸化膜のように研磨対象が光透過性を有する材料である場合には、モニタリング部４８０は、ウェハＷの被処理領域に向けて光を照射し、反射光を検出してもよい。具体的には、ウェハＷの被処理領域の表面で反射するか、ウェハＷの被処理層を透過した後に反射する反射光を受光する。ここで、本反射光強度は被処理層の膜厚により変化することから、本変化に基づいてエッチング処理状態のモニタリングを行うことが可能である。
あるいは、被処理層が化合物半導体（例えば、ＧａＮ，ＳｉＣである場合には、モニタリング部４８０は、光電流式、フォトルミネッセンス光式、ラマン光式の少なくとも１つを利用してもよい。光電流式は、ウェハＷの表面に励起光を照射した時にウェハＷと、基板保持部２０に設けた金属配線と、を繋ぐ導線に流れる電流値を測定してウェハＷの表面のエッチング量を測定する。フォトルミネッセンス光式は、ウェハＷの表面に励起光を照射した時に当該表面から放出されるフォトルミネッセンス光を測定してウェハＷの表面のエッチング量を測定する。ラマン光式は、ウェハＷの表面に可視の単色光を照射して当該表面からの反射光に含まれるラマン光を測定してウェハＷの表面のエッチング量を測定する。
あるいは、モニタリング部４８０は、基板保持部２２０と触媒保持部３０とが相対的に移動する際の駆動部のトルク電流に基づいてエッチング処理状態をモニタリングしてもよ
い。かかる形態によれば、基板の半導体材料と触媒との接触により発生する摩擦状態を、トルク電流を介してモニタリングすることが可能であり、例えば被処理面の半導体材料の凹凸状態の変化や他材料の露出に伴うトルク電流の変化によりエッチング状態をモニタリングするが可能となる。
また、一実施例として、モニタリング部４８０は、触媒保持部３０に備えられる振動センサとすることができる。振動センサで、基板保持部２２０と触媒保持部３０とが相対的に移動する際の振動を検出する。ウェハＷの処理中に、ウェハＷの凸凹状態が変化する場合や、他の材料が露出する場合に、ウェハＷと触媒３１との摩擦状態が変化することで振動状態が変化する。この振動の変化を振動センサで検出することにより、ウェハＷの処理の状態を検出することができる。
こうしてモニタリングされたエッチング処理状態は、パラメータ変更部４９１によって、基板処理装置１０において次ウェハＷの処理に反映される。具体的には、パラメータ変更部４９１は、モニタリング部４８０によってモニタリングされたエッチング処理状態に基づいて、次ウェハのエッチング処理条件に関わる制御パラメータを変更する。例えば、パラメータ変更部４９１は、モニタリング部４８０のモニタリング結果に基づいて得られた被処理層の厚み分布と、予め定められた目標厚み分布と、の差分に基づいて、当該差分が小さくなるように制御パラメータを変更する。かかる構成によれば、モニタリング部４８０のモニタリング結果をフィードバックして、次ウェハの処理におけるエッチング特性の改善が可能である。
制御部４９０は、モニタリング部４８０のモニタリング結果を、処理中のウェハＷの処理にフィードバックしてもよい。例えば、モニタリング部４８０は、モニタリング部４８０のモニタリング結果に基づいて得られた被処理領域の厚み分布と、予め定められた目標厚み分布と、の差分が所定範囲（理想的にはゼロ）になるように、基板処理装置１０の処理条件内のパラメータを処理中において変更しても良い。なお、モニタリング部４８０で得られるモニタリング結果は、上述の処理条件へのフィードバックのみならず、研磨処理の終点を検知するための終点検知部としても機能させることが可能である。
また、基板処理装置４１０は、かかるモニタリング部４８０に代えて、処理後のウェハＷの厚みを測定する厚み測定部を備えていてもよい。厚み測定部は、基板保持部２２０の外側に配置されてもよい。処理されたウェハＷは厚み測定部まで搬送され、そこで、処理後のウェハＷの被処理層の厚み分布が測定される。本厚み測定部での測定結果は、モニタリング部４８０と同様に、次回のウェハＷの処理条件にフィードバックすることができる。すなわち、本測定結果と目標膜厚との差分値を求め、その差分を無くすようにウェハＷの処理条件を変更する。また、この場合、制御部４９０は、再処理制御部として機能してもよい。再処理制御部は、厚み測定部での測定結果が所定の基準を満たさない場合、すなわち本厚み測定部で得られた被処理層の厚み分布と、予め定められた目標厚み分布との差分が、基準値よりも大きい場合には、基板処理装置１０は、ウェハＷを再処理する。ここで、再処理が必要な差分値の分布がウェハ円周内で均一で、かつ半径方向に分布を持つ場合は、例えばウェハＷを回転した状態で、揺動アーム５０の揺動速度を半径方向に調整することで、再処理が可能である。しかし、差分値の分布のウェハ円周方向にバラつきが大きい場合は、上記方法は適用できない。この場合は、例えばウェハＷ面内における再処理が必要な部分の位置をウェハのノッチやオリエンタルフラット、レーザーマーカーを基準に指定し、本位置に触媒３１が接触できるよう、基板保持部２０及び触媒保持部３０を運動させればよい。具体的には、基板処理システムは、基板のノッチ、オリエンタルフラットおよびレーザーマーカーの少なくとも１つを検出する検出部と、基板のノッチ、オリエンタルフラットまたはレーザマーカーが所定位置に位置するように基板を任意の所定角度だけ回転させるように構成された基板位置調整部と、を備えていてもよい。検出部により
検出された上記マーク等が基板保持部２０の所定位置に来るよう基板搬送部により基板を設置し、本所定位置を基準に、触媒保持部３０の揺動アーム５０による揺動軌跡上に再処理必要部位が位置するよう基板保持部２０を角度回転させれば良い。これにより、所望の再処理必要部位の再処理が可能となり、その結果良好なエッチング処理品質が得られる。更に、基板処理装置４１０は、処理前のウェハＷの厚みを測定する厚み測定部を備えていてもよい。厚み測定部は、基板保持部２２０の外側に配置されてもよい。また、ＣＭＰ処理部を有する場合には、ＣＭＰ処理部に内蔵された膜厚測定部を用いても良い。処理前のウェハＷの被処理層の厚み分布測定結果をウェハＷの処理条件にフィードバックすることで、ウェハ間の初期状態のバラツキに依らず、目標の厚み分布を得ることができる。
Ｆ．第６実施例：
図１３は、第６実施例としての基板処理装置５１０の概略構成を示している。基板処理装置５１０は、電位調整部５８０を備えている点が上述の実施形態と異なっている。電位調整部５８０は、参照電極５８１と電源５８２とを備えている。触媒３１と参照電極５８１とは、電源５８２を介して接続されている。参照電極５８１は、処理液ＰＬと接触する領域まで延在している。このため、触媒３１と参照電極５８１とは、処理液ＰＬを介して電気化学的に接続される。電源５８２は、触媒３１の表面の電位が所定の範囲になるように制御される。かかる構成によれば、ウェハＷのエッチング処理時において、触媒３１表面の活性を阻害する因子の付着を防止することが可能であり、その結果、触媒表面の活性状態の維持が可能である。また、ウェハＷの被処理領域の材質、処理液ＰＬの種類、および触媒の種類によっては、触媒に印加する電圧によってウェハＷのエッチング速度が変化し、効率的にウェハＷを処理することができる。なお、処理液保持部２７０を有する場合には、処理液保持部２７０の内部に少なくとも一部が処理液と接触するように参照電極５８１を設置しても良い。
図３１は、一実施例としての触媒保持部３０の概略構成を示す断面図である。図３１に示される実施例においては、触媒保持部材３２の外側にカウンター電極３０−５０が配置される。触媒３１とカウンター電極３０−５０の間には外部電源により電圧を印加することができる。そのため、触媒３１とカウンター電極３０−５０とは処理液ＰＬを介して電気的に接続される。また、図３１に示される触媒保持部３０は、弾性部材３２および触媒３１の外側に、間隔を隔ててこれらを囲む壁部３０−５２が形成される。触媒３１とウェハＷとが接触した状態において、壁部３０−５２により、処理液ＰＬを保持する処理液保持部が画定される。図３１の実施例においては、処理液ＰＬは触媒保持部３０の内部を通って触媒３１の表面の供給口３０−４２から供給されるので、処理液ＰＬは、効果的に処理液保持部に保持される。図３１の実施例において、カウンター電極３０−５０は、処理液保持部内に配置されるので、触媒３１とカウンター電飾３０−５０とを処理液ＰＬを介して電気的に接続しやすくなる。
図３２は、一実施例としての触媒保持部３０の概略構成を示す断面図である。また、図３３は、図３２に示される触媒保持部３０を、触媒３１の方からみた平面図である。図３２および図３３に示される実施例においては、カウンター電極３０−５０は、触媒保持部材３２内に埋め込まれており、触媒保持部材３２から規則的なパターンで露出するように構成される。触媒３１の表面から規則的なパターンでカウンター電極３０−５０を露出させることにより、触媒３１の電圧分布をさらに均一にすることができ、その結果、ウェハＷの触媒３１との接触面内におけるエッチング速度をさらに均一にすることができる。
ＣＡＲＥ法においては、触媒３１とカウンター電極間への印加電圧により、エッチング速度が調整可能である。よって、ウェハＷの処理速度の観点からは、触媒３１とカウンター電極３０−５０との間の電圧については、ウェハＷのエッチング速度が最大になるような電位を触媒３１に印加することが望ましい。一方で、触媒３１の種類は処理液ＰＬの種
類によっては、ウェハＷの処理中に触媒３１の表面が酸化および／または水酸化が生じる場合がある。この場合、ウェハＷの処理と新たなウェハＷの処理との間のインターバル時間に前述の触媒表面のコンディショニングを実施することで、触媒表面の活性状態を回復させることができる。一方で、還元作用で触媒３１の表面の活性状態を回復可能な触媒については、ウェハＷの処理中に、触媒３１に還元側の電位を断続的に印加することで、触媒表面の還元が可能である。すなわち、ウェハＷの処理中に触媒表面の活性状態の維持が可能である。図３４および図３５は、触媒３１に印加する電位のパターンを示している。図３４および図３５において、横軸は処理時間であり、縦軸はカウンター電極に対する触媒３１の電位を示している。前述のように、触媒側にマイナスの電位を印加することで、触媒３１に対して還元作用を発生させることができる。図３１および図３２においては、触媒３１にプラスの電位あるいはゼロ電位を印加することで、ウェハＷのエッチングレートが大きくなる場合を想定しており、断続的に触媒３１にマイナスの電位を印加することで、触媒３１に還元作用を発生させ、触媒３１を活性状態に維持することができる。触媒３１にマイナスの電位を印加することで、一時的にエッチング速度が低下するが、図３１に示すような矩形波の電位を印加することで、エッチング速度と触媒表面の活性状態の維持を調整することができる。
図３６は、一実施例としての触媒保持部３０の触媒３１の配置パターンを概略的に示す平面図である。図３６に示すように触媒３１は、半径方向および円周方向にそれぞれ複数の領域に分割されている。図３６に示す実施例において、触媒３１のそれぞれの領域とカウンター電極３０−５０との間に独立して電圧を印加することができるように構成される。本実施例のような円形の触媒３１をウェハＷ上で搖動させる処理方式では、ウェハＷのエッジ側のエッチング量を均一に制御することが困難となることがある。このような方式でウェハＷのエッジ側のエッチング量を均一にする方法として、触媒３１をウェハからオーバーハングさせる方法がある。しかし、触媒３１をウェハＷからオーバーハングさせると、ウェハＷと触媒３１との接触面積が減少する。そのため、ウェハＷの面内均一性を保ちながら一定のエッチング速度を得ようとすると、処理の効率が悪くなる。また、触媒３１をウェハＷからオーバーハングさせる方法でウェハのエッチング速度の均一性を改善する場合で必ずしも十分でないこともある。そこで、図３６に示される実施例のように、触媒３１を半径方向および周方向に複数の領域に分割し、それぞれの領域に独立して電位を印加することで、ウェハＷのエッチング速度の均一性を改善することが可能になる。より具体的には、触媒保持部３０に、触媒の回転位置および搖動アーム５０の位置を検出するための回転位置センサおよび位置センサを設ける。これらのセンサにより触媒の各領域とウェハＷとの位置関係を検出し、一定の処理速度が得られるように、触媒３１の各領域に印加する電圧を変更する。前述したように、触媒に電位を与えることで、エッチング速度が変化することがある（図４２−図４４参照）。そのため、触媒３１の各領域に印加する電位を変更することで、領域ごとにエッチング速度を変化させることができる。たとえば、図３７は、触媒３１をウェハＷに接触させて回転させている状態を示している。ウェハＷの処理中に、ウェハＷの内側に位置する触媒３１の領域には低い電位となるように電圧を印加し、ウェハＷの外側に位置する触媒３１の領域には高い電位となるように電圧を制御することができる。このように、触媒３１の各領域に印加する電位を動的に制御することで、触媒３１をウェハＷに対してオーバーハングさせずに、あるいは最小限のオーバーハングで、ウェハＷの処理の面内均一性を改善することができる。
図３８は、ウェハＷの処理の面内均一性を保ちながら一定のエッチング速度を実現するための一実施例を説明する図である。図３８は、図３６と同様に触媒保持部３０の触媒の分割パターンを示す平面図である。図３８の実施例においては、触媒３１は、半径方向および円周方向にそれぞれ複数に分割される触媒保持部材３２（たとえば弾性部材３２）を有する。触媒保持部材３２の表面に触媒３１が保持される。図３８に示される実施例において、触媒保持部材３２のそれぞれは、たとえば図７に示されるような弾性膜３２ｄによ
り形成され、その内側に圧力室３３ｄが形成される。圧力室３３ｄは、流体源によって圧力室３３ｄに供給される流体（たとえば空気や窒素ガスなど）の圧力が制御されることによって、ウェハＷの被処理領域と触媒３１との接触圧力をそれぞれ独立に制御することができるように構成される。図３８に示される実施例においては、図３６の実施例と同様に、触媒の回転位置および搖動アーム５０の位置を検出するための回転位置センサおよび位置センサを備える。また、図３８に示される実施例において、触媒保持部材３２の各領域は圧力センサ３０−４５を備えるようにしてもよい。圧力センサ３０−４５により、触媒３１の各領域とウェハＷとの間の接触圧力を測定することができる。これらのセンサにより触媒の各領域とウェハＷとの位置関係を検出し、一定のエッチング速度が得られるように、触媒３１の各領域に付与される圧力を調整する。たとえば、図３７で示した例と同様に、ウェハＷの処理中に、ウェハＷの内側に位置する触媒３１の領域には低い圧力となるように圧力を付与し、ウェハＷの外側に位置する触媒３１の領域には高い圧力となるように圧力を制御することができる。このように、触媒３１の各領域に付与する圧力を動的に制御することで、触媒３１をウェハＷに対してオーバーハングさせずに、あるいは最小限のオーバーハングで、ウェハＷの処理の面内均一性を改善することができる。なお、触媒３１の各領域に圧力を付与するための機構として、上述の圧力室３３ｄに流体を供給する方式に代えて、各領域の触媒保持部材３２にピエゾ素子を配置することができる。この場合、ピエゾ素子に供給する電圧を制御して領域ごとに触媒３１とウェハＷとの間の接触圧力を動的に調整することができる。
Ｇ．第７実施例：
第７実施例としての基板処理装置１０において、触媒３１は、２種類以上の個々の触媒を備えていている。代替態様として、触媒３１は、２種類の触媒が含まれる混合物（例えば、合金）または化合物（例えば、金属間化合物）であってもよい。かかる構成によれば、ウェハＷの領域に応じて２種類以上の異なる材質の研磨面が形成されている場合に、ウェハＷを均一に、または、所望の選択比でエッチングができる。例えば、ウェハＷの第１の領域にＣｕの層が形成され、第２の領域にＳｉＯ２の層が形成されている場合には、触媒３１は、Ｃｕ用の酸性固体触媒からなる領域と、ＳｉＯ２用の白金からなる領域と、を備えていてもよい。この場合、処理液ＰＬには、Ｃｕ用のオゾン水と、ＳｉＯ２用の酸と、が使用されてもよい。あるいは、ウェハＷの第１の領域にＩＩＩ−Ｖ族金属（例えば、ＧａＡｓ）の層が形成され、第２の領域にＳｉＯ２の層が形成されている場合には、触媒３１は、ＩＩＩ−Ｖ族金属用の鉄からなる領域と、ＳｉＯ２用の白金やニッケルからなる領域と、を備えていてもよい。この場合、処理液ＰＬには、ＩＩＩ−Ｖ族金属用のオゾン水と、ＳｉＯ２用の酸と、が使用されてもよい。
この場合、基板処理装置１０は、複数の触媒保持部３０を備えていてもよい。複数の触媒保持部３０の各々は、相互に異なる種類の触媒を保持していてもよい。例えば、第１の触媒保持部３０は、酸性固体触媒からなる触媒３１を保持し、第２の触媒保持部３０は、白金からなる触媒３１を保持していてもよい。この場合、２つの触媒保持部３０は、ウェハＷ上の対応する材質の層上のみをスキャンされる構成とすることができる。かかる構成によれば、第１の触媒保持部３０と第２の触媒保持部３０とを順次使用し、使用する触媒保持部３０に応じた処理液ＰＬを供給することにより、より効率的な処理を行うことができる。その結果、単位時間あたりの処理能力を向上できる。
代替態様として、第４実施例において、異なる種類の処理液ＰＬが順次供給されてもよい。かかる構成によれば、ウェハＷの領域に応じて２種類以上の異なる材質の被処理面が形成されている場合に、ウェハＷを均一に、または、所望の選択比でエッチング処理できる。例えば、触媒保持部３０は、白金からなる触媒を保持していてもよい。そして、基板処理装置１０は、まず、処理液ＰＬとして、中性溶液またはＧａイオンを含む溶液を供給して、ウェハＷのＩＩＩ−Ｖ族金属の層をエッチングし、次に、処理液ＰＬとして酸を供
給して、ウェハＷのＳｉＯ２の層をエッチングしてもよい。
さらなる代替態様として、基板処理装置１０は、同一種類の触媒を保持する複数の触媒保持部３０を備えていてもよい。かかる場合、複数の触媒保持部３０は、同時に使用されてもよい。かかる構成によれば、単位時間あたりの処理能力を向上できる。
図４９は、一実施例としての基板処理装置の構成を示す概略側面図である。図４９に示される実施例においては、基板保持部２０および触媒保持部３０は、ウェハＷの面および触媒３１の面が鉛直方向に広がるように配置される。処理液供給部２０は、重力を勘案して、触媒保持部３０の上方に位置するように配置することが望ましい。たとえば、図９および図１０で説明したような、触媒保持部３０および処理液供給部２４０が同一の搖動アーム５０に取り付けられ、常に処理液供給部２０が触媒保持部３０の上方になるようにすることによって、基板保持部２０の回転に加えて、重力により処理液ＰＬを効率的に触媒３１とウェハＷとの間に流入させることができる。また、ウェハＷのエッチング処理においてエッチング残渣が発生する場合でも、重力の作用によりエッチング残渣が触媒３１とウェハＷとの間に滞留せずに効率的に排出される。なお、変形例として、図５０に示されるように、ウェハＷの面および触媒３１の面は鉛直向きでなくても、処理液が重力によって自然な流れができるような水平面から傾斜した配置にしてもよい。それ以外の特徴は、本開示の他の実施例の任意の特徴または公知の特徴を備えるものとすることができる。
Ｈ．第８実施例：
図１４は、第８実施例としての基板処理システム６０１の概略構成を示している。基板処理システム６０１は、ＣＭＰユニットであり、揺動アーム６０２と、ＣＭＰ処理部６０３と、基板処理部６１０と、基板受渡部６０９と、を備えている。ＣＭＰ処理部６０３は、揺動アームの先端に設けられた基板保持ヘッド６０４（従来のＣＭＰ装置のトップリングに相当）と、研磨パッドが貼り付けられた研磨テーブル６０５と、揺動アーム６０７によって揺動可能に構成されたドレッサ６０６と、スラリー供給ノズル６０８と、を備えている。基板保持ヘッド６０４は、基板受渡部６０９に配置されたウェハＷを例えば真空吸着機構によって保持する。このとき、ウェハＷの研磨面は、下方に向けられており、研磨テーブル６０５に押圧されることによって、ＣＭＰ処理が実施される。
基板保持ヘッド６０４によって保持されたウェハＷは、揺動アーム６０２の揺動によって、ＣＡＲＥ法によるエッチングを行う第１の位置Ｐ１と、ＣＭＰ装置による研磨を行う第２の位置Ｐ２と、に配置可能である。第２の位置Ｐ２においてＣＭＰ処理されたウェハＷは、基板保持ヘッド６０４に保持された状態で、第１の位置Ｐ１に配置される。このとき、ウェハＷの研磨面は、依然として下方に向けられている。なお、ウェハＷの処理順について、本実施例ではＣＭＰ、ＣＡＲＥの順であるが、被処理領域の材料によってはその限りではなく、ＣＡＲＥ、ＣＭＰの順、ＣＡＲＥのみ、ＣＭＰのみでも良い。
基板処理部６１０は、基本的には、上述した基板処理装置１０と同様の構成を有しており、上述した基板処理装置１０と同様の処理を行う。ただし、ウェハＷの研磨面は下方に向けられているので、揺動アーム６５０の先端に配置された触媒保持部６３０は、下方から上方に移動することによって、触媒を研磨面に接触させる。これに伴い、処理液供給部６４０は、ウェハＷの下面にＰＬとして処理液ＰＬを供給する。この場合、処理液供給部４０は、下方から上方に向けて処理液ＰＬを吹き付けるスプレー装置であってもよい。あるいは、図１１に示した処理液保持部２７０が、上下反対に取り付けられ、この処理液保持部２７０の内部に処理液ＰＬが供給されてもよい。
このように、基板処理部６１０は、ＣＭＰ処理部６０３と一体化されたユニットとして実現されてもよい。かかる構成によれば、ウェハＷを保持する動作を基板処理装置６１０
での処理とＣＭＰ処理部６０３での処理とで共通化できるので、全体としての処理時間を短縮できる。
図６４は、一実施例としての基板処理システムの概略構成を示す平面図である。図示の基板処理システムは、本明細書で説明されるような、基板をエッチング処理するＣＡＲＥモジュール、基板を洗浄するための複数の洗浄モジュール、成膜チャンバ、基板の搬送機構を有する。かかるシステム構成において、処理されるウェハＷは、ロードポートに入れられる。ロードポートにロードされたウェハは、ロボットなどのウェハ搬送機構により成膜チャンバで成膜処理がされる。成膜装置は、化学気相成長（ＣＶＤ）装置、スパッタ装置、メッキ装置、およびコーター装置などとすることができる。成膜処理がされたウェハＷは、ロボットなどのウェハ搬送機構により洗浄モジュール１に搬送され、洗浄される。その後、ウェハＷは、平坦化モジュール、すなわち本明細書で説明されるようなＣＡＲＥ処理モジュールに搬送され、平坦化処理が行われる。その後、ウェハＷは洗浄モジュール２および洗浄モジュール３へ搬送されて洗浄される。洗浄処理がされたウェハＷは、乾燥モジュールへ搬送されて、乾燥させられる。乾燥したウェハＷは、再びロードポートに戻される。本システムでは、ウェハＷの成膜処理と平坦化処理とを１つのシステムで実行できるので、設置面積を効率的に活用することができる。また、搬送機構は、ウェット状態の基板およびドライ状態の基板を別々に搬送できるように構成される。
図４５は、一実施例としての基板処理装置の構成を示す概略平面図である。図４５に示される構成において、基板保持部２０、触媒保持部３０、コンディショニング部６０は、はそれぞれ３つ設けられている。３つの触媒保持部３０は搖動アーム５０により互いに連結されており、搖動アーム５０は基板保持部２０のウェハＷの面内で搖動可能であると同時に、搖動アーム５０の回転中心により、任意の基板保持部２０およびコンディショニング部６０に移動可能である。基板処理装置のその他の構成については、本開示による実施例の任意の特徴または公知の特徴を含むものとすることができる。３つの触媒保持部３０は、同一の種類の触媒３１を保持することができ、また、異なる種類の触媒３１を保持するようにしてもよい。さらに、図示の触媒保持部３０は、同一の寸法として示されているが、他の実施例として、異なる寸法としてもよい。寸法の異なる触媒保持部３０とすることで、より精密な処理を行うことができ、面内均一性を向上させることができる。図４５に示される実施例の基板処理装置においては、複数のウェハＷを同時に処理することができ、生産性を向上させることができる。また、処理時間が長いプロセスを複数ステージに分割して、各触媒保持部３０により異なる処理を効率的に行うことができる。また、複数の触媒が必要なプロセスにおいて、異なる種類の触媒３１を保持する触媒保持部３０を使用することで複数の処理を同時に行うことができる。
図５１は、一実施例としての基板処理装置の構成を示す概略平面図である。図５１に示される実施例における基板処理装置は、２つの触媒保持部３０と、２つのコンディショニング部６０と、１つの基板保持部２０とを有する。２つの触媒保持部３０は、回転中心５１を支点に基板保持部２０上のウェハＷの設置面に沿って延伸し、ウェハＷの設置面に沿って搖動可能である。図示の実施例において、２つの触媒保持部３０の触媒保持部材３２は寸法が同一である。図５１に示される実施例の基板処理装置の図示しないその他の構成、および触媒保持部３０、コンディショニング部６０、基板保持部２０の詳細な構成は、本開示の他の実施例の任意の特徴または公知の特徴を備えるものとすることができる。図５１に示される基板処理装置においては、２つの触媒保持部３０を備えているので、たとえば、一方の触媒保持部３０を用いてウェハＷを処理しているときに、他方の触媒保持部３０をコンディショニングすることができる。そのため、１つの触媒保持部３０を備える基板処理装置に比較してウェハ処理の生産性が向上する。また、２つの触媒保持部３０を用いてウェハＷを処理することで、触媒とウェハＷとの接触面積が増加するので、ウェハＷのエッチング速度が向上する。また、各触媒保持部３０において、ウェハＷへの触媒３
１の接触圧力や触媒保持部３０の搖動速度および触媒への印加電圧を変更することで、ウェハ処理のコントロール性が向上する。また、２つの触媒保持部３０に異なる種類の触媒３１を保持させ、異なる処理を同時に行うこともできる。
他の実施例として、触媒保持部３０の数は２つに限らず、任意の数の触媒保持部３０を基板処理装置に設けることができる。また、触媒保持部３０ごとに寸法を変えてもよい。たとえば、寸法の大きな触媒保持部３０と寸法の小さな触媒保持部３０を使用することができる。触媒保持部３０の寸法が小さいと、ウェハＷ処理において、特にウェハＷのエッチング部におけるエッチング速度のコントロール性に優れるので、寸法の異なる触媒保持部３０を使用することで、よりウェハの面内均一性を向上させることができる。具体例としては、ウェハＷの中央部分を寸法の大きな触媒保持部３０で処理し、ウェハＷのエッジ付近を寸法の小さな触媒保持部３０を用いて処理することができる。
また、他の実施例として、１つの搖動アーム５０に複数の触媒保持部材３２を設けることもできる。この場合、各触媒保持部３２のサイズは異なるものとしても、同一の寸法でもよい。たとえば、１つの搖動アーム５０に寸法の大きさ触媒保持部３０と、それを挟むように両側に寸法の小さな触媒保持部３０を設けるようにすることができる。また、異なる触媒保持部３２に保持される触媒は同一でも異なるものとしてもよい。図５１に示される実施例の変形例として、一方の触媒保持部３０に代えて、ウェハＷを洗浄するための洗浄部を使用してもよい。この場合、触媒保持部材３２に代えて洗浄用のスポンジ材を使用することができる。この場合、ウェハＷの処理前あるいは処理後にウェハＷを別の場所へ移動せずにウェハＷの洗浄を行うことができる。
また、図５１に示される実施例の変形例として、一方の触媒保持部３０に代えて、従来のＣＭＰによる処理を行うための研磨パッドを使用してもよい。この場合、ＣＡＲＥ処理前および／またはＣＡＲＥ処理後にＣＭＰ処理を施すことで、ウェハＷの処理速度を向上させることができ、また、異種界面を含むウェハの平坦化に効果的に利用することができる。
図５３は、一実施例としての基板処理装置の概略構成を示す斜視図である。図５３に示される実施例においける基板処理装置は、複数の触媒保持部３０および１つの基板保持部２０を有する。図５３の実施例において、基板保持部２０は、他の実施例と同様に基板保持部２０上に配置されたウェハＷを回転可能に構成される。図５３の実施例において、触媒保持部３０は、比較的小型の触媒保持部３０がウェハＷのほぼ全面を覆う程度に多数設けられる。図５３には詳細には図示しないが、各触媒保持部３０は、本開示の他の実施例と同様の構成を有するものとすることができる。たとえば、一例として、各触媒保持部は、触媒３１の表面から処理液ＰＬをウェハＷ面に供給できるように構成することができる。また、各触媒保持部３０は図５３には示さない単一のヘッド３０−７４（図３１参照）に取り付けられるように構成することができる。かかる単一のヘッド３０−７４は回転可能に構成することができる。あるいは、単一のヘッド３０−７４は回転せずに、または単一のヘッド３０−７４の回転とともに、個別の触媒保持部３０が回転可能に構成してもよい。さらに、単一のヘッド３０−７４は、図５３には示されないアーム５０などによりウェハＷの面内方向に移動可能に構成することができる。また、各触媒保持部３０は、たとえば圧力室３３（図３、図７参照）および／または各触媒保持部３０の個別の昇降機構などを利用して個別にウェハＷとの接触圧力を調整可能に構成することもできる。たとえば、各触媒保持部３０をウェハＷの半径方向に複数の領域にグループ分けし、領域ごとに個別にウェハＷとの接触圧力を調整するようにしてもよい。
Ｉ．第９実施例：
図１５は、第９実施例としての基板処理装置７１０の概略構成を示している。また、図
１６は基板処理装置７１０の断面図を示している。基板処理装置７１０は、円柱状に形成された触媒保持部７３０と、基板保持部７３９、処理液供給部７４０とを備えている。また、図示はしないが、他実施例と同様に、コンディショニング部、モニタリング部を適宜有している。触媒保持部７３０は、第１の触媒保持部７３０ａと第２の触媒保持部７３０ｂとを備えている。ここで、触媒保持部は、円筒状で、一端が回転駆動部に、一端が薬液供給ラインに接続された芯材７３１と、芯材の周囲に配置された円筒状の弾性部材７３２と、弾性部材７３２の表面に形成された触媒７３３と、を備えている。本実施例では、第１の触媒保持部７３０ａと第２の触媒保持部７３０ｂとは、直線上に並んで配置されており、運動としては、ウェハＷ上の所定位置への水平移動、上下動によるウェハＷへの接触、回転駆動部による回転運動を行う。ここで、上下動はエアシリンダやボールねじを用いた方式であり、上下動共にウェハＷへの接触圧力の調整も兼ねる。また、回転運動については、相互に反対の方向に回転可能に構成されている。また、基板保持部７３９は先述のような吸着プレート方式やローラーチャック方式、クランプ方式のいずれでも良いが、本実施例では吸着プレート方式としている。また、処理液供給部７４０については、先述のウェハ外からの供給に加え、触媒保持部内供給口７４１も備えられている。特に触媒保持部内供給口７４１は、芯材７３１に設けた円筒部に弾性部材を貫通して接続されており、触媒保持部７３０が延在する方向に沿って複数存在する。
かかる基板処理装置７１０では、触媒保持部７３０が、基板保持部７３９によって保持されたウェハＷの所定位置に水平移動した後、所定の接触圧力でウェハＷに接触する。この際、ウェハＷ及び触媒保持部７３０は回転運動を同時に開始しても良い。ここで、保持部７３０ａおよび第２の触媒保持部７３０ｂは、相互に反対方向に回転し、更にウェハＷの回転方向に対して、相対速度を打ち消す方向に回転している。また、処理液供給部７４０、７４１からの処理液供給も同時に開始しても良い。かかる構成によれば、第１の触媒保持部７３０ａとウェハＷとの相対速度と、第２の触媒保持部７３０ｂとウェハＷとの相対速度と、の差違を小さくすることが可能であり、その結果ウェハＷ表面への摩擦によるダメージを低減することが可能である。
図５２は、一実施例としての基板処理装置７１０の概略構成を示している。図５２の実施例は、図１５および図１６に示される実施例と同様に、円柱状に形成された触媒保持部７３０を有する。図５２の実施例における基板処理装置は、７個の触媒保持部７３０ａ〜７３０ｆを４組有する。図５２の実施例において、各触媒保持部７３０ａ〜７３０ｆの構成およびその他の構成は、図１５および図１６とともに説明された実施例と同様の構成とすることができる。図５２の実施例においては、図１５および図１６の実施例と同様に、ウェハＷの回転に伴い、各触媒保持部７３０ａ〜７３０ｆが受動的に回転するので、各触媒保持部７３０ａ〜７３０ｆとウェハＷとの間の摩擦による触媒保持部７３０へのダメージ・剥離を低減することが可能である。特に図５２の実施例においては、ウェハＷの半径方向に独立して回転できる複数の触媒保持部７３０ａ〜７３０ｆを有しているので、各触媒保持部７３０ａ〜７３０ｆがウェハＷの半径方向に向かって変化する速度分布に応じて受動的に回転することができ、ウェハＷと触媒保持部７３０との間の摩擦による触媒保持部７３０へのダメージ・剥離をより低減することが可能である。
図５２に示す実施例において、各触媒保持部７３０ａ〜７３０ｆの組において、少なくともいくつかの組では、各触媒保持部７３０ａ〜７３０ｆのウェハＷの半径方向に対する位置が互いに異なるように配置するようにしてもよい。そのような配置とすることで、各触媒保持部７３０ａ〜７３０ｆの各組において、各触媒保持部７３０ａ〜７３０ｆの間の溝または隙間がウェハＷの半径方向に対して異なる配置となるので、ウェハＷの処理において、触媒保持部７３０ａ〜７３０ｆの配置パターンに起因するエッチング量のむらの発生を低減することができる。また、図５２に示す実施例において、各触媒保持部７３０ａ〜７３０ｆは同一の触媒３１を保持するように構成してもよく、また、各触媒保持部７３
０ａ〜７３０ｆの少なくともいくつかは異なる種類の触媒を保持するように構成してもよい。さらに、各触媒保持部７３０ａ〜７３０ｆは同一の接触圧力でウェハＷに接触するようにしてもよく、また、各触媒保持部７３０ａ〜７３０ｆを独立して制御して、異なる接触圧力でウェハＷに接触するようにしてもよい。
以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。
１０…基板処理装置
２０…基板保持部
２０−４…延長部
２０−６…真空吸着プレート
２０−８…真空ライン
２０−１０…吸着孔
２１…壁部
３０…触媒保持部
３０−１０…傾きセンサ
３０−１８…エアシリンダ機構
３０−３２…ジンバル機構
３０−４０…処理液供給通路
３０−４２…供給口
３０−４４…バッファ部
３０−４８…支持材
３０−４９…触媒電極
３０−５０…カウンター電極
３０−５１…入口通路
３０−５２…壁部
３０−５３…出口通路
３０−５５…ピエゾ素子
３０−７０…ディスクホルダ部
３０−７２…キャタライザディスク部
３０−７４…ヘッド
３０−７６…コンタクトプローブ
３１…触媒
３２…触媒保持部材（弾性部材）
３２−６…ペルチェ素子
３３…圧力室
３４ａ…支持フレーム
３５ａ…圧力調節部
３６ｂ…孔部
３７ｃ…溝
４０…処理液供給部
５０…揺動アーム
５０−１…シャフト
５０−２…カバー
５０−１２…エアシリンダ
５０−１４…ロードセル
５０−１５…ＰＩＤコントローラ
５１…回転中心
６０…コンディショニング部
６０−２…コンディショニングステージ
６０−６…通路
６０−８…壁部
６０−１０…触媒測定センサ
６０−１２…再生用電極
６１…スクラブ洗浄部
６２…洗浄液供給部
９０…制御部
１１０…基板処理装置
１２０…基板保持部
１２１…基板温度制御部
２１０…基板処理装置
２２０…基板保持部
２４０…処理液供給部
２４１…供給口
２４２…処理液吸引部
２４３…吸引口
２７０…処理液保持部
２７１…内部空間
３１０…基板処理装置
４１０…基板処理装置
４８０…モニタリング部
４９０…制御部
４９１…パラメータ変更部
５１０…基板処理装置
５８０…電位調整部
５８１…参照電極
５８２…電源
６０１…基板処理システム
６０２…揺動アーム
６０４…基板保持ヘッド
６０５…研磨テーブル
６０６…ドレッサ
６０７…揺動アーム
６０８…スラリー供給ノズル
６０９…基板受渡部
６１０…基板処理部
６３０…触媒保持部
６４０…処理液供給部
６５０…揺動アーム
７１０…基板処理装置
７３０…触媒保持部
７３０a…第１の触媒保持部
７３０ｂ…第２の触媒保持部
７３１…芯材
７３２…弾性部材
７３３…触媒
７３９…基板保持部
７４０…処理液供給部
７４１…触媒保持部内供給口
Ｗ…ウェハ
ＰＬ…処理液

Claims (134)

  1. 処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、前記基板の被処理領域を研磨するための基板処理装置であって、
    前記基板を保持するように構成された基板保持部と、
    前記触媒を保持するように構成された触媒保持部と、
    前記基板の前記被処理領域と前記触媒とが接触した状態で、前記基板保持部と前記触媒保持部とを相対的に移動させるように構成された駆動部と
    を備え、
    前記触媒保持部は、前記触媒を保持するための弾性部材を備える
    基板処理装置。
  2. 請求項１に記載の基板処理装置であって、
    前記弾性部材は、弾性膜によって形成される圧力室を有する構造を備えており、
    前記弾性膜の外表面には、前記触媒の層が形成されており、
    前記圧力室は、該圧力室に供給される流体が制御されることによって、前記基板の前記被処理領域と前記触媒との接触圧力を制御するように構成された
    基板処理装置。
  3. 請求項１に記載の基板処理装置であって、
    前記弾性部材は、前記基板保持部と前記触媒保持部とが相対的に移動する際に、該相対的な移動に伴って回転可能に保持される球状体を備えており、
    前記球状体の外表面には、前記触媒の層が形成されている
    基板処理装置。
  4. 請求項３に記載の基板処理装置であって、
    前記球状体を前記基板側に押圧する力を調節することによって、前記基板の前記被処理領域と前記触媒との接触圧力を調節するように構成された圧力調節部を備える
    基板処理装置。
  5. 請求項１に記載の基板処理装置であって、
    前記弾性部材は、気孔を有するスポンジを備える
    基板処理装置。
  6. 請求項５に記載の基板処理装置であって、
    前記スポンジの内部に前記処理液を供給するように構成された処理液供給部を備え、
    前記スポンジの外表面には、前記触媒の層であって孔部を有する層が形成されている
    基板処理装置。
  7. 請求項１に記載の基板処理装置であって、
    前記弾性部材には複数の溝が形成され、前記複数の溝内には、それぞれ前記触媒が埋め込まれている
    基板処理装置
  8. 請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
    前記弾性部材には、前記処理液が通る複数の溝が形成されている
    基板処理装置。
  9. 請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
    前記弾性部材は、複数であり、
    前記複数の弾性部材の各々は、個々に前記触媒を保持する
    基板処理装置。
  10. 請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
    前記触媒は、２種類以上の個々の触媒を備えるか、２種類の触媒が含まれる混合物もしくは化合物である
    基板処理装置。
  11. 請求項１ないし請求項１０のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
    前記触媒保持部は、複数であり、
    前記複数の触媒保持部の各々は、個々に前記触媒を保持する
    基板処理装置。
  12. 請求項１１に記載の基板処理装置であって、
    前記複数の触媒保持部のうちの少なくとも２つの触媒保持部は、相互に異なる種類の前記触媒を保持する
    基板処理装置。
  13. 請求項１ないし請求項１２のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
    前記基板の温度を制御するように構成された基板温度制御部を備える
    基板処理装置。
  14. 請求項１ないし請求項１３のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
    前記基板保持部は、前記基板のノッチ、オリエンタルフラットまたはレーザマーカーが所定位置に位置するように前記基板を任意の所定角度だけ回転させるように構成された基板位置調整部を備える
    基板処理装置。
  15. 請求項１ないし請求項１４のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
    前記処理液の温度を、１０度以上かつ６０度以下の範囲内で所定温度に調整する処理液温度調整部を備える
    基板処理装置。
  16. 請求項１ないし請求項１５のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
    前記処理液を前記基板の前記被処理領域上に供給するための供給口を有する処理液供給部を備え、
    前記処理液供給部は、前記供給口が前記触媒保持部とともに移動するように構成された
    基板処理装置。
  17. 請求項１ないし請求項１６のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
    前記触媒保持部は、前記基板保持部よりも上方に配置され、
    前記基板保持部は、前記基板を保持するための領域よりも外側において、周方向の全体にわたって、鉛直方向上方に向けて延在する壁部を備える
    基板処理装置。
  18. 請求項１ないし請求項１７のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
    前記触媒保持部の周囲において前記触媒保持部を取り囲み、前記基板側が開口した処理液保持部であって、該処理液保持部の内部に前記処理液を保持するように構成された処理液保持部を備え、
    前記処理液は、前記処理液保持部の内部に供給される
    基板処理装置。
  19. 請求項１８に記載の基板処理装置であって、
    前記処理液保持部の内部に連通し、該内部に保持された前記処理液を吸引するように構成された処理液吸引部を備える
    基板処理装置。
  20. 請求項１ないし請求項１９のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
    前記触媒の表面をコンディショニングするように構成されたコンディショニング部を備える
    基板処理装置。
  21. 請求項２０に記載の基板処理装置であって、
    前記コンディショニング部は、前記触媒の前記表面をスクラブ洗浄するように構成されたスクラブ洗浄部を備える
    基板処理装置。
  22. 請求項２０または請求項２１に記載の基板処理装置であって、
    前記コンディショニング部は、前記触媒の前記表面に付着したエッチング生成物を除去するための薬液を供給するように構成された薬液供給部を備える
    基板処理装置。
  23. 請求項２０ないし請求項２２のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
    前記コンディショニング部は、電解作用を利用して前記触媒表面のエッチング生成物を除去するように構成された電解再生部を備え、
    前記電解再生部は、
    前記触媒と電気的に接続可能に構成された電極を有しており、
    前記触媒と前記電極との間に電圧を印加することによって、前記触媒の前記表面に付着したエッチング生成物を電解作用により除去するように構成された
    基板処理装置。
  24. 請求項２０ないし請求項２３のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
    前記コンディショニング部は、前記触媒を、該触媒と同一種類の再生用触媒によってめっきすることによって該触媒を再生するように構成されためっき再生部を備え、
    前記めっき再生部は、
    前記触媒と電気的に接続可能に構成された電極を有しており、
    前記再生用触媒を含む液中に前記触媒を浸漬した状態で、前記触媒と前記電極との間に電圧を印加することによって、前記触媒の前記表面をめっき再生するように構成された
    基板処理装置。
  25. 請求項１ないし請求項２４のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
    前記基板の前記被処理領域のエッチング処理状態をモニタリングするモニタリング部を備える
    基板処理装置。
  26. 請求項２５に記載の基板処理装置であって、
    前記基板処理装置の動作の制御を行うように構成された制御部を備え、
    前記制御部は、前記モニタリング部によって得られる前記エッチング処理状態に基づいて処理中の前記基板の処理条件における少なくとも１つのパラメータを制御するように構成された
    基板処理装置。
  27. 請求項２５に記載の基板処理装置であって、前記制御部は前記モニタリング部で得られる前記エッチング処理状態に基づいて、処理の終点を決定するよう構成された
    基板処理装置。
  28. 請求項２５または請求項２７に記載の基板処理装置であって、
    前記モニタリング部は、前記触媒保持部と前記基板保持部とが相対的に移動する際の前記駆動部のトルク電流に基づいて前記エッチング処理状態をモニタリングするトルク電流モニタリング部を備える
    基板処理装置。
  29. 請求項２５ないし請求項２７のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
    前記モニタリング部は、前記基板の前記被処理領域に向けて光を照射し、前記基板の前記被処理領域の表面で反射するか、該基板を透過した後に反射する反射光を受光し、該受光した光に基づいて前記エッチング処理状態をモニタリングする光学式モニタリング部を備える
    基板処理装置。
  30. 請求項２５ないし請求項２７のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
    前記モニタリング部は、前記基板の前記表面に近接して配置されたセンサコイルに高周波電流を流して前記基板に渦電流を発生させ、前記基板の前記被処理領域の厚みに応じた前記渦電流または合成インピーダンスの変化に基づいて前記エッチング処理状態をモニタリングする渦電流モニタリング部を備える
    基板処理装置。
  31. 請求項１ないし請求項３０のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
    参照電極を有する電位調整部であって、前記触媒と前記参照電極とを前記処理液を介して電気化学的に接続して、前記触媒の前記表面の電位を制御するように構成された電位調整部を備える
    基板処理装置。
  32. 請求項１ないし請求項３１のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
    前記触媒保持部は、球状体または円柱体であって、該球状体の球面または該円柱体の周面に前記触媒の層が形成された球状体または円柱体を備え、
    前記球状体または前記円柱体は、前記基板保持部と前記触媒保持部とが相対的に移動する際に、該相対的な移動に伴って回転可能に保持されるように構成された
    基板処理装置。
  33. 請求項３２に記載の基板処理装置であって、
    前記球状体または前記円柱体は、その内部に弾性体を備える
    基板処理装置。
  34. 基板処理システムであって、
    請求項１ないし請求項３３のいずれか一項に記載の基板処理装置と、
    前記基板を洗浄するように構成された基板洗浄部と、
    前記基板を搬送する基板搬送部と
    を備える基板処理システム。
  35. 請求項１４を少なくとも従属元に含む請求項３４に記載の基板処理システムであって、
    前記基板のノッチ、オリエンタルフラットおよびレーザマーカーのうちの少なくとも１つを検出するように構成された検出部を備える
    基板処理システム。
  36. 請求項３４または請求項３５に記載の基板処理システムであって、
    前記基板処理装置によって処理された後の前記基板の前記被処理領域の厚みを測定するように構成された厚み測定部を備える
    基板処理システム。
  37. 請求項３６に記載の基板処理システムであって、
    前記厚み測定部の測定結果に基づいて、前記基板処理装置において次回実施される研磨処理で使用される制御パラメータを設定するように構成された第１のパラメータ設定部を備える
    基板処理システム。
  38. 請求項３７に記載の基板処理システムであって、
    前記第１のパラメータ設定部は、前記厚み測定部の測定結果に基づいて得られる前記被処理領域の厚み分布と、予め定められた目標厚み分布と、の差分に基づいて、制御パラメータを修正する
    基板処理システム。
  39. 請求項３５ないし請求項３８のいずれか一項に記載の基板処理システムであって、
    前記厚み測定部の測定結果が所定の基準を満たさない場合に、前記基板処理装置によって処理された後の前記基板を再処理するように構成された再処理制御部を備える
    基板処理システム。
  40. 請求項２５ないし請求項３０のいずれかを従属元に含む請求項３４ないし請求項３９のいずれか一項に記載の基板処理システムであって、
    前記モニタリング部によってモニタリングされた前記エッチング処理状態に基づいて、前記基板処理装置において次の基板処理で使用される制御パラメータを変更するように構成された第２のパラメータ変更部を備える
    基板処理システム。
  41. 請求項４０に記載の基板処理システムであって、
    前記第２のパラメータ変更部は、前記モニタリング部のモニタリング結果に基づいて得られる前記被処理領域の厚み分布と、予め定められた目標厚み分布と、の差分に基づいて、制御パラメータを変更する
    基板処理システム。
  42. 請求項３４ないし請求項４１のいずれか一項に記載の基板処理システムであって、
    前記基板処理装置による処理前または処理後の前記基板を研磨する化学機械研磨装置を備える
    基板処理システム。
  43. 処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、前記基板の被処理領域を処理するための基板処理装置であって、
    前記触媒を保持するように構成された触媒保持部と、
    前記触媒の表面をコンディショニングするように構成されたコンディショニング部と、を備える
    基板処理装置。
  44. 請求項４３に記載の基板処理装置であって、
    前記コンディショニング部は、前記触媒の前記表面をスクラブ洗浄するように構成されたスクラブ洗浄部を備える
    基板処理装置。
  45. 請求項４３または請求項４４に記載の基板処理装置であって、
    前記コンディショニング部は、前記触媒の前記表面に付着したエッチング生成物を除去するための薬液を供給するように構成された薬液供給部を備える
    基板処理装置。
  46. 請求項４３ないし請求項４５のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
    前記コンディショニング部は、電解作用を利用して前記触媒表面のエッチング生成物を除去するように構成された電解再生部を備え、
    前記電解再生部は、
    前記触媒と電気的に接続可能に構成された再生用電極を有しており、
    前記触媒と前記再生用電極との間に電圧を印加することによって、前記触媒の前記表面に付着したエッチング生成物を電解作用により除去するように構成された
    基板処理装置。
  47. 請求項４３ないし請求項４６のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
    前記コンディショニング部は、前記触媒を、該触媒と同一種類の再生用触媒によってめっきすることによって該触媒を再生するように構成されためっき再生部を備え、
    前記めっき再生部は、
    前記触媒と電気的に接続可能に構成された再生用電極を有しており、
    前記再生用触媒を含む液中に前記触媒を浸漬した状態で、前記触媒と前記再生用電極との間に電圧を印加することによって、前記触媒に再生用触媒をめっきすることで前記触媒を再生するように構成された
    基板処理装置。
  48. 請求項４３に記載の基板処理装置であって、
    前記コンディショニング部は、前記触媒の表面に向かい合うように配置される、コンディショニングステージを有する、
    基板処理装置。
  49. 請求項４８に記載の基板処理装置であって、
    前記触媒の表面に、前記触媒の表面を洗浄するための水および／または薬液を供給するように構成された触媒洗浄ノズルを有する、
    基板処理装置。
  50. 請求項４９に記載の基板処理装置であって、
    前記触媒洗浄ノズルは、前記コンディショニングステージの外側に配置される
    基板処理装置。
  51. 請求項４９に記載の基板処理装置であって、
    前記触媒洗浄ノズルは、前記コンディショニングステージの内側に配置され、
    前記コンディショニングステージは、前記コンディショニングステージの内部に前記水および／または薬液が通るための通路を有し、前記通路は、前記触媒洗浄ノズルに流体連通する
    基板処理装置。
  52. 請求項４８ないし請求項５１のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
    前記コンディショニング部は、前記触媒の表面を洗浄するための、前記コンディショニングステージに配置されるスクラブ部材を有する、
    基板処理装置。
  53. 請求項４８ないし請求項５２のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
    前記触媒と電気的に接続可能に構成された電極と、
    前記コンディショニングステージに配置された再生用電極と、
    前記電極および前記再生用電極との間に電圧を印加するように構成される電源と、を有する、
    基板処理装置。
  54. 請求項５３に記載の基板処理装置であって、
    前記触媒側の前記電極をプラスとし、前記再生用電極をマイナスとなるように電圧を印加して、前記触媒の表面を電解エッチングするように構成される、
    基板処理装置。
  55. 請求項５３に記載の基板処理装置であって、
    前記触媒側の前記電極をマイナスとし、前記再生用電極をプラスとなるように電圧を印加して、前記触媒の表面の酸化物を還元するように構成される、
    基板処理装置。
  56. 請求項５３に記載の基板処理装置であって、
    前記再生用電極上に配置されたイオン交換体を有し、前記触媒と前記イオン交換体とが近接または接触した状態で電圧を印加するように構成される、
    基板処理装置。
  57. 請求項４８ないし請求項５６のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
    前記コンディショニングステージは、前記コンディショニングステージ上に液体を保持可能に構成される液溜め部を有する、
    基板処理装置。
  58. 請求項５７に記載の基板処理装置であって、
    前記液溜め部に保持される液体に超音波を照射するように構成される超音波発生装置を有する、
    基板処理装置。
  59. 請求項４８ないし請求項５８のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
    前記コンディショニングステージは回転可能に構成される、
    基板処理装置。
  60. 請求項４８ないし請求項５９のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
    前記触媒の表面の状態を測定するための触媒測定センサを有する、
    基板処理装置。
  61. 請求項６０に記載の基板処理装置であって、
    前記触媒測定センサは、（ｉ）触媒の電気抵抗を測定する抵抗センサ、（ｉｉ）触媒の厚さを測定する厚さセンサ、および（ｉｉｉ）光学式センサ、の少なくとも１つを含む、
    基板処理装置。
  62. 請求項４３ないし請求項６１のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
    前記触媒は金属を有し、
    前記基板処理装置は、前記触媒の前記金属に電気的に接続可能な電極を有し、前記電極は、前記触媒の金属よりもイオン化傾向が大きい金属を有する、
    基板処理装置。
  63. 請求項４３ないし請求項６１のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
    前記触媒の表面にガスを供給するための、ガス供給ノズルを有する、
    基板処理装置。
  64. 処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、前記基板の被処理領域を処理するための基板処理装置であって、
    前記基板を保持するように構成された基板保持部と、
    前記触媒を保持するように構成された触媒保持部と、
    前記基板処理装置の動作の制御を行うように構成された制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記基板の前記被処理領域と前記触媒とが接触した状態において、前記基板の前記被処理領域の面内方向に前記触媒保持部を移動させるように制御し、且つ、前記基板の前記被処理領域における前記触媒保持部の位置に応じて、前記触媒保持部の移動する速度を変更するように制御する、
    基板処理装置。
  65. 処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、前記基板の被処理領域を処理するための基板処理装置であって、前記基板処理装置は、
    前記基板を保持するための基板保持面を備える基板保持ステージと、
    前記触媒を保持するように構成された触媒保持部と、を有し、
    前記基板保持ステージの前記基板保持面は、前記触媒保持部の触媒の表面よりも面積が大きく、
    前記基板保持ステージは、処理される前記基板が配置されたときに、前記基板の外周よりも外側に位置する、延長部を有する、
    基板処理装置。
  66. 請求項６５に記載の基板処理装置であって、
    前記基板保持ステージの前記延長部に、前記触媒の表面をコンディショニングするように構成されたコンディショニング部を有する、
    基板処理装置。
  67. 処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、前記基板の被処理領域を処理するための基板処理装置であって、前記基板処理装置は、
    前記基板を保持するための基板保持面を備える基板保持ステージと、
    前記触媒を保持するように構成された触媒保持部と、を有し、
    前記基板保持ステージの前記基板保持面は、前記触媒保持部の触媒の表面よりも面積が大きく、
    前記触媒保持部はさらに、前記触媒の表面の、前記基板保持ステージの前記基板保持面に対する傾きを検出するための傾きセンサと、
    前記触媒の表面の前記触媒の表面の、前記基板保持ステージの前記基板保持面に対する傾きを補正するための傾き補正機構と、を有する、
    基板処理装置。
  68. 処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、前記基板の被処理領域を処理するための
    基板処理装置であって、
    前記基板を保持するように構成された基板保持部と、
    前記触媒を保持するように構成された触媒保持部と、
    前記触媒保持部内を通って前記処理液を前記基板の前記被処理領域上に供給するための供給口を有する処理液供給部と、備える、
    基板処理装置。
  69. 請求項６８に記載の基板処理装置であって、
    前記触媒保持部は、前記触媒保持部内に前記処理液を一時的に保持するバッファ部と、
    前記触媒保持部内を通って前記処理液を前記基板の前記被処理領域上に供給するための複数の供給口を有する処理液供給部と、を有し、前記複数の供給口は、前記バッファ部に流体連通する、
    基板処理装置。
  70. 処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、前記基板の被処理領域を処理するための基板処理装置であって、
    前記基板を保持するように構成された基板保持部と、
    前記触媒を保持するように構成された触媒保持部と、を備え、
    前記触媒保持部は、前記触媒保持部と前記基板とが接触した状態において、前記触媒保持部と前記基板との間において、前記処理液が移動できるように構成される複数の溝を有する、
    基板処理装置。
  71. 請求項７０に記載の基板処理装置であって、
    前記複数の溝は、断面形状が、前記溝の開口部の幅が前記溝の底部の幅より大きい台形形状である、
    基板処理装置。
  72. 請求項７０または請求項７１に記載の基板処理装置であって、
    前記複数の溝は、（ｉ）複数の同心円のパターン、（ｉｉ）複数の放射状のパターン、（ｉｉｉ）交差する異なる方向に延びる複数の平行線のパターン、および（ｉｖ）らせん状のパターン、のうちの少なくとも１つを有する、
    基板処理装置。
  73. 処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、前記基板の被処理領域を処理するための基板処理装置であって、
    前記基板を保持するように構成された基板保持部と、
    前記触媒を保持するように構成された触媒保持部と、を有し、
    前記触媒保持部は、前記処理液を介して前記触媒と電気的に接続可能に構成されるカウンター電極を有する、
    基板処理装置。
  74. 請求項７３に記載の基板処理装置であって、
    前記触媒保持部は、前記触媒を保持するための触媒保持部材を有し、
    前記カウンター電極は前記触媒保持部材の外側に配置される、
    基板処理装置。
  75. 請求項７３に記載の基板処理装置であって、
    前記カウンター電極は、前記触媒保持部材内に複数のカウンター電極が露出するように配置される、
    基板処理装置。
  76. 請求項７３ないし請求項７５のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
    前記触媒保持部は、前記触媒を取り囲み、前記基板保持部側が開口する処理液保持部を有し、前記触媒が前記基板に接触した状態において、前記処理液が前記処理液保持部に保持されるように構成される、
    基板処理装置。
  77. 請求項７６に記載の基板処理装置であって、前記基板処理装置は、
    前記触媒保持部内を通って前記処理液を前記基板の前記被処理領域上に供給するための供給口を有する処理液供給部を有する、
    基板処理装置。
  78. 請求項７３ないし請求項７７のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
    前記触媒と前記カウンター電極との間に電圧を印加するように構成される電圧制御装置を有し、
    前記電圧制御装置は、前記基板を処理中に、断続的に前記触媒側の電位が還元側となるように、前記カウンター電極の電位よりも低くなるように制御する、
    基板処理装置。
  79. 請求項７３ないし請求項７８のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
    前記触媒は、電気的に複数の領域に分割されており、前記複数の領域ごとに異なる電圧を印加することができるように構成される、
    基板処理装置。
  80. 請求項７９に記載の基板処理装置であって、前記基板処理装置は、
    前記触媒保持部は回転可能に構成され、
    前記基板処理装置は、前記触媒保持部の回転位置を検出する回転位置センサと、
    前記触媒保持部の前記基板保持部に対する位置を検出する位置センサと、
    を有する、
    基板処理装置。
  81. 請求項８０に記載の基板処理装置であって、前記基板処理装置は、
    前記触媒のそれぞれの領域と前記カウンター電極との間に電圧を印加するように構成される電圧制御装置を有し、
    前記電圧制御装置は、前記回転位置センサにより検出された前記触媒保持部の回転位置、および前記位置センサにより検出された前記触媒保持部の前記基板保持部に対する位置、を受け取り、前記触媒保持部の回転位置および前記触媒保持部の前記基板保持部に対する位置に応じて、前記触媒のそれぞれの領域に独立して電圧を印加するように制御する、
    基板処理装置。
  82. 処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、前記基板の被処理領域を処理するための基板処理装置であって、
    前記基板を保持するように構成された基板保持部と、
    前記触媒を保持するように構成された触媒保持部と、を有し、
    前記触媒保持部は、触媒を保持するための複数の触媒保持部材を有し、
    前記基板処理装置は、前記基板と前記触媒とが接触するときに、前記複数の触媒保持部材をそれぞれ独立して制御して、前記基板と前記触媒との接触圧力を前記複数の触媒保持部材ごとに独立して制御する、圧力制御機構を有する、
    基板処理装置。
  83. 請求項８２に記載の基板処理装置であって、
    前記圧力制御機構は、前記複数の触媒保持部材の内部に供給する流体の圧力または流量を制御することで、前記基板と前記触媒との接触圧力を制御する、
    基板処理装置。
  84. 請求項８２に記載の基板処理装置であって、
    前記圧力制御機構は、前記複数の触媒保持部材に取り付けられるピエゾ素子を備え、各ピエゾ素子を独立に制御することで触媒と基板と接触圧力を制御する、
    基板処理装置。
  85. 請求項８２ないし請求項８４のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
    前記触媒保持部は回転可能に構成され、
    前記基板処理装置は、前記触媒保持部の回転位置を検出する回転位置センサと、
    前記触媒保持部の前記基板保持部に対する位置を検出する位置センサと、
    を有する、
    基板処理装置。
  86. 請求項８５に記載の基板処理装置であって、
    前記圧力制御機構は、前記回転位置センサにより検出された前記触媒保持部の回転位置信号、および前記位置センサにより検出された前記触媒保持部の前記基板保持部に対する位置信号、を受け取り、前記触媒保持部の回転位置および前記触媒保持部の前記基板保持部に対する位置に応じて、前記複数の触媒保持部材における前記基板と前記触媒との接触圧力をそれぞれ独立して制御する、
    基板処理装置。
  87. 請求項８２ないし請求項８６のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
    前記複数の触媒保持部材の各々は、前記基板と前記触媒との接触圧力を検知するように構成される圧力センサを有する、
    基板処理装置。
  88. 請求項８７に記載の基板処理装置であって、
    前記圧力制御機構は、前記圧力センサの各々により検知される圧力信号を受け取り、前記基板と前記触媒との接触圧力が所定の圧力分布になるように、前記複数の触媒保持部材における前記基板と前記触媒との接触圧力をそれぞれ独立して制御する、
    基板処理装置。
  89. 処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、前記基板の被処理領域を処理するための基板処理装置であって、
    前記触媒を保持するように構成された触媒保持部を有し、
    前記触媒保持部は、触媒を保持するための複数の触媒保持部材と、
    前記触媒保持部内を通って前記処理液を前記基板の前記被処理領域上に供給するための、複数の処理液供給通路および処理液供給口を有する処理液供給部と、有し、
    前記複数の処理液供給通路の各々は、処理液の流量を独立に調整可能に構成される、
    基板処理装置。
  90. 請求項８９に記載の基板処理装置であって、前記基板処理装置は、
    前記複数の処理液供給通路の各々には、処理液の流量を測定するための流量計、および処理液の流量を調整するためのバルブが設けられる、
    基板処理装置。
  91. 請求項８９または請求項９０に記載の基板処理装置であって、
    前記基板処理装置は、前記基板と前記触媒とが接触するときに、前記複数の触媒保持部材をそれぞれ独立して制御して、前記基板と前記触媒との接触圧力を前記複数の触媒保持部材ごとに独立して制御する、圧力制御機構を有する、
    基板処理装置。
  92. 請求項９１に記載の基板処理装置であって、
    前記圧力制御機構は、前記複数の触媒保持部材にそれぞれ流体を供給することで、前記基板と前記触媒との接触圧力を制御する、
    基板処理装置。
  93. 請求項９１に記載の基板処理装置であって、
    前記圧力制御機構は、前記複数の触媒保持部材に取り付けられるピエゾ素子を備え、各ピエゾ素子を独立に制御することにより、触媒と基板との接触圧力分布を制御する、
    基板処理装置。
  94. 処理液の存在下で円板形状の基板と触媒とを接触させて、前記基板の被処理領域を処理するための基板処理装置であって、
    前記基板を保持するように構成された基板保持部と、
    前記触媒を保持するように構成された触媒保持部と、
    前記基板の前記被処理領域と前記触媒とが接触した状態で、前記基板保持部と前記触媒保持部とを相対的に移動させるように構成された駆動部と、を備え、
    前記基板保持部は、前記基板を保持するための円形の領域を有し、
    前記触媒保持部は、前記触媒を保持するための触媒保持部材を備え、
    前記触媒保持部材は、円板形状の前記基板と前記触媒とが接触した状態において、前記基板の中心部分から外縁の一部に重なる略扇形状または三角形状である、
    基板処理装置。
  95. 請求項９４に記載の基板処理装置であって、
    前記駆動部は、前記基板を保持するための円形の領域の半径方向に、前記触媒保持部を移動可能に構成される、
    基板処理装置。
  96. 請求項９４または請求項９５に記載の基板処理装置であって、
    前記触媒保持部材は、前記触媒保持部材と前記基板とが接触した状態において、前記触媒保持部材と前記基板との間において、前記処理液が通るように構成される溝を有する、
    基板処理装置。
  97. 処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、前記基板の被処理領域を処理するための基板処理装置であって、
    前記基板を保持するように構成された基板保持部と、
    前記触媒を保持するように構成された触媒保持部と、
    前記基板の前記被処理領域と前記触媒とが接触した状態で、前記基板保持部と前記触媒保持部とを相対的に移動させるように構成された駆動部と、を備え、
    前記触媒保持部は、前記触媒を保持するための触媒保持部材を備え、
    前記触媒保持部材は、複数の球状体または複数の円柱体であって、該球状体の球面または該円柱体の周面に前記触媒の層が形成された複数の球状体または複数の円柱体を備え、
    前記複数の球状体または複数の前記円柱体は、前記基板保持部と前記触媒保持部とが相対的に移動する際に、該相対的な移動に伴って回転可能に保持されるように構成された
    基板処理装置。
  98. 処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、前記基板の被処理領域を処理するための基板処理装置であって、
    前記基板を保持するように構成された基板保持部と、
    前記触媒を保持するように構成された触媒保持部と、を有し、
    前記触媒保持部は、基板の面に対して垂直な方向に振動可能に構成される、
    基板処理装置。
  99. 請求項９８に記載の基板処理装置であって、
    前記触媒保持部はピエゾ素子を有し、
    前記基板処理装置は、前記ピエゾ素子に交流電圧を印加する電源を有する、
    基板処理装置。
  100. 処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、前記基板の被処理領域を処理するための基板処理装置であって、
    前記基板を保持するように構成された基板保持部を有し、前記基板保持部は、それぞれ１つの基板を保持するように構成される複数の基板保持ステージを有し、
    前記基板処理装置は、前記複数の基板保持ステージの各々に関連付けられる、前記触媒を保持するように構成された複数の触媒保持部を有する、
    基板処理装置。
  101. 請求項１００に記載の基板処理装置であって、
    前記複数の触媒保持部の少なくともいくつかは異なる種類の触媒を保持する、
    基板処理装置。
  102. 処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、前記基板の被処理領域を処理するための基板処理装置であって、
    前記基板を保持するように構成された基板保持部と、
    前記触媒を保持するように構成された複数の触媒保持部と、を有する、
    基板処理装置。
  103. 請求項１０２に記載の基板処理装置であって、
    前記触媒の表面をコンディショニングするように構成されたコンディショニング部を備える、
    基板処理装置。
  104. 請求項１０２または請求項１０３に記載の基板処理装置であって、
    前記複数の触媒保持部の少なくともいくつかは、異なる処理条件で動作可能である、
    基板処理装置。
  105. 請求項１０２ないし請求項１０４のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
    前記複数の触媒保持部の少なくともいくつかは、前記触媒を保持するための領域の面積が異なる、
    基板処理装置。
  106. 請求項１０２ないし請求項１０５のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
    前記複数の触媒保持部の少なくともいくつかは、異なる種類の触媒を保持する、
    基板処理装置。
  107. 処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、前記基板の被処理領域を処理するための基板処理装置であって、
    前記基板を保持するように構成された基板保持部と、
    前記基板保持部に保持される前記基板を処理するための、前記触媒を保持するように構成された触媒保持部と、
    前記基板保持部に保持される前記基板を洗浄するように構成された基板洗浄部と、を有する、
    基板処理装置。
  108. 処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、前記基板の被処理領域を処理するための基板処理装置であって、
    前記基板を保持するように構成された基板保持部と、
    前記触媒を保持するように構成された触媒保持部と、
    前記処理液を前記基板の前記被処理領域上に供給するための供給口を有する処理液供給部と、を有し、
    前記基板保持部の基板を保持するための領域は、水平面に対して所定の角度で傾いており、
    前記処理液供給部の前記供給口は、前記基板と前記触媒とが接触した状態において、前記触媒保持部よりも重力に関して上方に配置される、
    基板処理装置。
  109. 請求項１０８に記載の基板処理装置であって、
    前記処理液供給部は、前記供給口が前記触媒保持部とともに移動するように構成された
    基板処理装置。
  110. 処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、前記基板の被処理領域を処理するための基板処理装置であって、
    前記触媒を保持するように構成された触媒保持部を有し、
    前記触媒保持部は、前記触媒の温度を制御するための触媒温度制御機構を有する、
    基板処理装置。
  111. 請求項１１０に記載の基板処理装置であって、
    前記触媒温度制御機構はペルチェ素子を有する、
    基板処理装置。
  112. 基板処理システムであって、
    請求項１ないし請求項３２および請求項４３ないし請求項１１１のいずれか一項に記載の基板処理装置と、
    前記基板を洗浄するように構成された基板洗浄部と、
    洗浄した前記基板を乾燥させるための基板乾燥部と、
    前記基板を搬送する基板搬送部と、を有する、
    基板処理システム。
  113. 請求項１１２に記載の基板処理システムであって、
    前記基板搬送部は、ウェット状態の基板とドライ状態の基板を別々に搬送できるように構成される、
    基板処理システム。
  114. 基板処理システムであって、
    請求項１ないし請求項３２および請求項４３ないし請求項１１１のいずれか一項に記載
    の基板処理装置と、
    前記基板に成膜処理を行うように構成される成膜装置と、を有する、
    基板処理システム。
  115. 請求項１１４に記載の基板処理システムであって、
    前記成膜装置は、化学気相成長（ＣＶＤ）装置、スパッタ装置、メッキ装置、およびコーター装置の少なくとも１つを有する、
    基板処理システム。
  116. 処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、前記基板の被処理領域を処理するための基板処理装置であって、前記基板処理装置は、
    前記触媒を保持するように構成された触媒保持部を有し、
    前記触媒保持部は、弾性部材と、
    前記弾性部材に貼り付けられる、前記触媒を保持するフィルムと、
    を有する、基板処理装置。
  117. 請求項１１６に記載の基板処理置であって、
    前記フィルムは樹脂から形成される、
    基板処理装置。
  118. 請求項１１６または請求項１１７に記載の基板処理装置であって、
    前記フィルムは、前記触媒と前記基板とが接触した状態において、前記触媒と前記基板との間において前記処理液が前記基板の面内で移動可能となるように構成される溝を有する、基板処理装置。
  119. 請求項１１８に記載の基板処理装置であって、
    前記溝は、断面形状が、前記溝の開口部の幅が前記溝の底部の幅より大きい台形形状である、
    基板処理装置。
  120. 請求項１１６ないし請求項１１９のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
    前記触媒保持部は、前記触媒保持部内を通って前記処理液を前記基板の前記被処理領域上に供給するための、複数の処理液供給通路および処理液供給口を有する処理液供給部を有する、基板処理装置。
  121. 処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、前記基板の被処理領域を処理するための基板処理装置であって、前記基板処理装置は、
    前記触媒を保持するように構成された触媒保持部を有し、
    前記触媒保持部は、弾性部材と、
    前記弾性部材と前記触媒との間に配置される、前記弾性部材よりも硬質な材料の層と、を有する、基板処理装置。
  122. 処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、前記基板の被処理領域を処理するための基板処理装置であって、前記基板処理装置は、
    前記触媒を保持するように構成された触媒保持部を有し、
    前記触媒保持部は、処理液を前記触媒の表面に供給するための入口通路と、
    処理液を前記触媒の表面から回収するための出口通路と、
    を有する、基板処理装置。
  123. 処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、前記基板の被処理領域を処理するための
    基板処理装置であって、前記基板処理装置は、
    前記基板の前記被処理領域のエッチング処理状態をモニタリングするモニタリング部を備える、
    基板処理装置。
  124. 請求項１２３に記載の基板処理装置であって、
    前記基板処理装置の動作の制御を行うように構成された制御部を備え、
    前記制御部は、前記モニタリング部によって得られる前記エッチング処理状態に基づいて処理中の前記基板の処理条件における少なくとも１つのパラメータを制御するように構成される、
    基板処理装置。
  125. 請求項１２３に記載の基板処理装置であって、前記制御部は前記モニタリング部で得られる前記エッチング処理状態に基づいて、処理の終点を決定するよう構成される、基板処理装置。
  126. 請求項１２３または請求項１２５に記載の基板処理装置であって、
    前記基板処理装置は、前記触媒を保持するように構成された触媒保持部を有し、
    前記モニタリング部は、前記触媒保持部と前記基板保持部とが相対的に移動する際の前記駆動部のトルク電流に基づいて前記エッチング処理状態をモニタリングするトルク電流モニタリング部を備える、
    基板処理装置。
  127. 請求項１２３に記載の基板処理装置であって、前記基板処理装置は、
    前記基板を保持するように構成された基板保持部と、
    前記触媒を保持するように構成された触媒保持部と、を有し、
    前記モニタリング部は、前記触媒保持部を回転駆動させる際のトルク電流、または、前記基板保持部を回転駆動させる際のトルク電流、の少なくとも一方のトルク電流に基づいて前記エッチング処理状態をモニタリングするトルク電流モニタリング部を備える、
    基板処理装置。
  128. 請求項１２３に記載の基板処理装置であって、前記基板処理装置は、
    前記基板を保持するように構成された基板保持部と、
    前記触媒を保持するように構成された触媒保持部と、を有し、
    前記モニタリング部は、前記触媒保持部に備えられる振動センサを有し、前記振動センサは、前記基板保持部と前記触媒保持部とが相対的に移動する際の振動を検出するように構成され、前記モニタリング部は、前記振動センサによる振動の変化を検出することで前記エッチング処理状態をモニタリングするように構成される、
    基板処理装置。
  129. 処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、前記基板の被処理領域を処理するための基板処理装置であって、前記基板処理装置は、
    前記触媒を保持するように構成された触媒保持部を有し、
    前記触媒保持部は、
    ディスクホルダ部と、
    前記ディスクホルダ部に取り外し可能に連結されるキャタライザディスク部と、を有し、
    前記キャタライザディスク部は、表面に前記触媒が保持される触媒保持部材と、前記触媒に電気的に接続される触媒電極と、カウンター電極と、を有し、
    前記ディスクホルダ部は、前記触媒電極に電気的に接続される触媒電極用の配線と、
    前記カウンター電極に電気的に接続されるカウンター電極用の配線と、を有し、さらに、前記ディスクホルダと前記キャタライザディスクとが連結されたときに、前記触媒電極を前記触媒電極用の配線に電気的に接続するためのコンタクトプローブ、および、前記カウンター電極を前記カウンター電極用の配線に電気的に接続するためのコンタクトプローブ、を有し、
    前記基板処理装置は、前記触媒電極と前記カウンター電極との間に電圧を印加するための電源を有する、
    基板処理装置。
  130. 処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、前記基板の被処理領域を処理するための基板処理装置であって、前記基板処理装置は、
    前記触媒を保持するように構成された触媒保持部と、
    前記触媒保持部を前記基板の面に垂直な方向に移動可能な、前記触媒保持部に取り付けられる搖動アームと、を有し、
    前記搖動アームは、前記触媒保持部の前記触媒を前記基板に接触させているときの接触圧力を測定するように構成されるロードセルを有する、
    基板処理装置。
  131. 請求項１３０に記載の基板処理装置であって、前記基板処理装置は、
    前記ロードセルにより測定した接触圧力に基づいて前記触媒と前記基板との接触圧力を制御するように構成されるＰＩＤコントローラを有する、
    基板処理装置。
  132. 請求項１３０に記載の基板処理装置であって、前記搖動アームは、前記搖動アームの全体を囲うカバーを有し、前記搖動アームは、前記カバー内に空気および／または窒素を供給可能に構成される、
    基板処理装置。
  133. 処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、前記基板の被処理領域を処理するための基板処理装置であって、
    前記基板処理装置は、前記基板を保持するように構成された基板保持部を有し、
    前記基板保持部は、
    基板保持ステージと、
    前記基板を真空吸着により前記基板保持ステージに保持するための真空吸着プレートと、を有し、前記真空吸着プレートは、吸着孔を有し、
    前記基板保持部は、前記真空吸着プレートの前記吸着孔に流体連通する真空ラインを有し、
    前記真空ラインは、真空引きにより前記基板を前記真空吸着プレートに真空吸着でき、且つ、前記真空ラインに水および／または空気ないし窒素を供給することで真空吸着を解除することができるように構成される、
    基板処理装置。
  134. 処理液の存在下で基板と触媒とを接触させて、前記基板の被処理領域を処理するための方法であって、
    前記基板の被処理領域に前記処理液を供給するステップと、
    前記基板の被処理領域に前記触媒を接触させるステップと、
    前記基板と前記触媒とが接触した状態で、前記基板と前記触媒とを相対的に移動させるステップと、
    前記基板を薬液で洗浄するステップと、
    前記基板を水で洗浄するステップと、
    前記基板を薬液または水で洗浄している間に、前記触媒の表面をコンディショニングするステップと、を有する、
    方法。
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