TW202345227A - 基板處理方法 - Google Patents

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Abstract

基板處理方法係處理具有主表面的基板，於前述主表面係露出氧化矽層以及氮化矽層中之至少一個層作為處理對象層。前述基板處理方法係包含：蝕刻液供給工序，係將蝕刻液供給至前述基板的前述主表面，前述蝕刻液含有氟化銨作為蝕刻前述處理對象層之蝕刻劑；加熱工序，係在前述蝕刻液供給工序後，將前述基板的前述主表面上的前述蝕刻液加熱；以及清洗液供給工序，係在前述加熱工序後，將清洗液供給至前述基板的前述主表面。

Description

基板處理方法
本申請案係主張基於2021年12月17日提出申請之日本專利特願2021-205312號之優先權，將該日本專利特願2021-205312號的全部內容藉由引用而併入至本申請案。
本發明係關於一種用以處理基板之基板處理方法。成為處理對象之基板中，包含例如半導體晶圓、液晶顯示裝置以及有機EL(Electroluminescence；電致發光)顯示裝置等的FPD(Flat Panel Display；平板顯示器)用基板、光碟用基板、磁碟用基板、磁光碟用基板、光罩用基板、陶瓷基板、太陽電池用基板等。
下述專利文獻1揭示藉由製程氣體(process gas)而蝕刻具備介電層的基板之基板處理，該製程氣體係具備碳氟化合物(fluorocarbon)氣體、CO等含碳-氧之氣體以及N 2等含氮氣體，該碳氟化合物氣體係包含有含氫之第一組的碳氟化合物(例如CHF 3)以及不含氫之第二組的碳氟化合物(例如C 4F 8)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平10-41274號公報。
[發明所欲解決之課題]
專利文獻1中揭示了能夠藉由上述基板處理而實現高選擇率之蝕刻。然而，專利文獻1中揭示之基板處理難以按所期望之蝕刻深度使製程氣體與基板之間的反應停止。本發明的一實施形態提供一種能夠精度佳地控制蝕刻深度之基板處理方法。 [用以解決課題之手段]
本發明的一實施形態提供一種用以處理具有主表面的基板之基板處理方法，於前述主表面露出氧化矽層以及氮化矽層中之至少一個層作為處理對象層。前述基板處理方法係包含：蝕刻液供給工序，係將蝕刻液供給至前述基板的前述主表面，前述蝕刻液係含有氟化銨作為蝕刻前述處理對象層之蝕刻劑；加熱工序，係在前述蝕刻液供給工序後，將前述基板的前述主表面上的前述蝕刻液加熱；以及清洗液供給工序，係在前述加熱工序後，將清洗液供給至前述基板的前述主表面。
根據該基板處理方法，處理對象層為氧化矽層以及氮化矽層中之至少一個層；蝕刻液係含有氟化銨作為蝕刻劑。因此，能夠藉由加熱使處理對象層與存在於基板的主表面上之蝕刻劑迅速發生反應，從而能夠減少處理對象層的蝕刻的時間依賴性。亦即，能夠實現飽和原子層蝕刻。
飽和原子層蝕刻為如下蝕刻：以一定的製程時間停止蝕刻，從而能夠控制蝕刻的深度。藉由將飽和原子層蝕刻重複複數個循環，從而能夠簡單地實現所期望之蝕刻深度。具體而言，一個循環在數十秒以內停止，能夠實現數nm至數十nm之蝕刻深度。
在本發明的一實施形態中，前述基板處理方法係進一步地包含：旋轉工序，係在將前述蝕刻液供給工序中之朝向前述基板的前述主表面之蝕刻液的供給停止後且在前述加熱工序前，使前述基板繞著通過前述基板的前述主表面的中心部之中心軸線旋轉。
根據該基板處理方法，在停止向基板的主表面供給蝕刻液後旋轉基板。因此，能夠適度地減少基板的主表面上之蝕刻液的量，從而能控制存在於基板的主表面上之蝕刻劑的總量。只要能夠控制蝕刻劑的總量，則容易控制處理對象層的蝕刻量。尤其藉由使基板以2000rpm以上至4000rpm以下的旋轉速度旋轉，能夠精度佳地控制存在於基板的主表面上之蝕刻劑的總量。
在本發明的一實施形態中，供給至前述基板的主表面之前述蝕刻液中的前述蝕刻劑的質量百分比濃度為0.2wt%以上至不足10wt%。只要蝕刻液中的蝕刻劑的質量百分比濃度為0.2wt%以上至不足10wt%，就容易實現飽和原子層蝕刻。
在本發明的一實施形態中，在前述加熱工序中，將前述基板加熱至50℃以上至200℃以下。只要蝕刻液的加熱溫度為50℃以上至200℃以下，就能夠使處理對象層與存在於基板的主表面上之蝕刻劑特別迅速地發生反應。
在本發明的一實施形態中，前述處理對象層之蝕刻深度係與前述加熱工序開始時存在於前述基板的主表面上之前述蝕刻液中的前述蝕刻劑的總量成比例。因此，只要控制加熱工序開始時存在於基板的主表面上之蝕刻液的量，就能夠精度佳地控制蝕刻深度。
在本發明的一實施形態中，前述加熱工序係包含：反應促進工序，係藉由加熱去除固體層，藉此促進前述蝕刻劑與前述處理對象層之間的反應，前述固體層係藉由前述基板的前述主表面上的前述蝕刻液中的前述蝕刻劑與前述處理對象層之間的反應而形成於前述處理對象層上。
根據該基板處理方法，由於藉由加熱去除藉由蝕刻劑與處理對象層之間的反應而形成的固體層，因此促進蝕刻劑與處理對象層之間的反應。因此，能夠使處理對象層與存在於基板的主表面上之蝕刻劑更迅速地發生反應。
在本發明的一實施形態中，前述基板亦可進一步地具有：絕緣層；通道，係藉由挖掘前述絕緣層的表面而形成，且埋設有前述處理對象層；以及包覆層，係介於前述處理對象層與前述通道的側壁之間，且包覆前述通道的側壁。而且，前述基板亦可進一步地具有：半導體層；以及複數個構造體，係形成於前述半導體層上，且前述處理對象層位於前述構造體彼此之間。
本發明中之前述的目的或者其他的目的、特徵以及功效係根據參照隨附圖式而藉由接下來敘述之實施形態的說明而明瞭。
[第一實施形態的基板處理裝置1的構成]
圖1係顯示本發明的第一實施形態的基板處理裝置1的佈局之示意性的俯視圖。
基板處理裝置1為用以逐片地處理基板W之葉片式的裝置。在該實施形態中，基板W係具有圓形狀。基板W係具有一對主表面。從基板W的一對主表面中之至少一個主表面露出氧化矽層(SiO 2層)以及氮化矽層(SiN層)中之至少一個層作為處理對象層。基板處理裝置1係具備：複數個處理單元2，係處理基板W；裝載埠(load port)LP，係載置承載器(carrier)C，該承載器C係收容經處理單元2處理之複數片基板W；搬運機器人IR、CR，係在裝載埠LP與處理單元2之間搬運基板W；以及控制器3，係控制基板處理裝置1。
搬運機器人IR係在承載器C與搬運機器人CR之間搬運基板W。搬運機器人CR係在搬運機器人IR與處理單元2之間搬運基板W。搬運機器人IR、CR係配置在從複數個裝載埠LP向複數個處理單元2延伸之搬運路徑TR上。
複數個處理單元2係例如具有相同的構成。複數個處理單元2係形成分別配置於水平地相隔的四個位置之四個處理塔TW。各個處理塔TW係包含沿著上下方向層疊之複數個(例如三個)處理單元2。四個處理塔TW係每兩個地配置於搬運路徑TR的兩側。
處理單元2為濕式處理單元2W，用以利用處理液處理基板W。作為在濕式處理單元2W內向基板W供給之處理液，可列舉蝕刻液、清洗(rinse)液等，詳情將後述。
各個濕式處理單元2W係具備處理罩杯(processing cup)7以及用以收容處理罩杯7之腔室(chamber)4。在腔室4中形成有用以藉由搬運機器人CR將基板W搬入或者將基板W搬出之出入口(未圖示)。在腔室4中設置有將該出入口打開以及關閉之擋門(shutter)單元(未圖示)。
圖2係用以說明濕式處理單元2W的構成之示意圖。
濕式處理單元2W係進一步地具備：自轉夾具(spin chuck)5，係一邊將基板W保持於預定的保持位置，一邊使基板W繞著旋轉軸線A1旋轉；加熱單元6，係具有與基板W的下表面對向的加熱面6a，用以將基板W加熱；以及複數個處理液噴嘴(蝕刻液噴嘴8以及清洗液噴嘴9)，係向保持於自轉夾具5之基板W的上表面(上側的主表面)噴出處理液。保持位置為旋轉軸線A1與通過基板W的上表面的中心部之中心軸線一致之位置，且為基板W的上表面呈水平之位置。
自轉夾具5以及複數個處理液噴嘴係與處理罩杯7一起配置於腔室4(參照圖1)內。
自轉夾具5係被處理罩杯7包圍。自轉夾具5係包含：自轉基座(spin base)20，係吸附於基板W的下表面，將基板W保持於預定的保持位置；旋轉軸21，係沿著旋轉軸線A1延伸並結合於自轉基座20；以及旋轉驅動機構22，係使旋轉軸21繞著旋轉軸線A1旋轉。
自轉基座20係具有吸附於基板W的下表面之吸附面20a。吸附面20a係例如為自轉基座20的上表面。吸附面20a係例如為中心部由旋轉軸線A1通過之圓形狀面。吸附面20a的直徑係小於基板W的直徑。
於自轉基座20以及旋轉軸21***有吸引路徑23。吸引路徑23係具有從自轉基座20的吸附面20a的中心露出之吸引口23a。吸引路徑23係連結於吸引配管24。吸引配管24係連接於真空泵等吸引裝置25。吸引裝置25係可構成基板處理裝置1的一部分，亦可為與設置基板處理裝置1之設施所具備的基板處理裝置1不同之裝置。
於吸引配管24設置有用以將吸引配管24打開以及關閉之吸引閥26。藉由將吸引閥26開啟，配置於自轉基座20的吸附面20a之基板W係受到吸引路徑23的吸引口23a吸引。藉此，基板W係從下方吸附於吸附面20a從而保持於保持位置。保持於保持位置之基板W的姿勢係例如為基板W的上表面沿著水平方向之姿勢。而且，基板W亦可藉由未圖示之定中心(centering)單元以使基板W的中心軸線與旋轉軸線A1一致之方式而被定中心。
旋轉驅動機構22係包含例如電動馬達等致動器。利用旋轉驅動機構22使旋轉軸21旋轉，藉此自轉基座20係旋轉。藉此，基板W係與自轉基座20一起繞著旋轉軸線A1旋轉。
自轉基座20為基板保持構件的一例，用以將基板W保持於預定的保持位置。自轉夾具5為旋轉保持單元的一例，用以一邊將基板W保持於預定的保持位置一邊使基板W繞著旋轉軸線A1旋轉。自轉夾具5亦稱為吸附旋轉單元，用以一邊使基板W吸附於吸附面20a一邊使基板W旋轉。
複數個處理液噴嘴係包含：蝕刻液噴嘴8，係向保持於自轉夾具5之基板W的上表面噴出連續流動的蝕刻液；以及清洗液噴嘴9，係向保持於自轉夾具5之基板W的上表面噴出連續流動的清洗液。
從蝕刻液噴嘴8噴出的蝕刻液係含有作為溶質之蝕刻劑以及用以使蝕刻劑溶解之溶劑。蝕刻劑為具有如下性質之物質，該性質為蝕刻從基板W的主表面露出之處理對象層。蝕刻劑係含有氟化銨(NH 4F)。
溶劑只要能夠使蝕刻劑溶解即可，例如為DIW(Deionized Water；去離子水)等純水。因此，能夠使用氟化銨水溶液作為蝕刻液。溶劑不限於DIW，亦能夠從用作後述的清洗液之液體中選擇。
蝕刻劑係與處理對象層發生反應，形成含有能夠熱分解的固體之固體層。用作蝕刻劑之氟化銨係根據如下所述之化學反應式1以及化學反應式2與作為處理對象層之氧化矽發生反應。
具體而言，如化學反應式1所示，氟化銨與二氧化矽發生反應，主要形成含有固體狀態的矽氟化銨((NH 4) 2SiF 6)之固體層。如化學反應式2所示，矽氟化銨係因加熱而分解。藉由矽氟化銨的分解，生成氨(NH 3)、氟化氫(HF)以及四氟化矽(SiF 4)。於反應溫度中這些物質均為氣體。 [化學反應式1]
[化學反應式2]
即使在處理對象層含有氮化矽之情形下，亦會形成含有固體狀態的矽氟化銨之固體層。
蝕刻液中的蝕刻劑的質量百分比濃度較佳為0.2wt%以上至不足10wt%。蝕刻液中的蝕刻劑的質量百分比濃度更佳為0.2wt%以上至7.0wt%以下，進一步地更佳為2.0wt%以上至7.0wt%以下，進一步地又更佳為2.0wt%以上至6.0wt%以下。
從清洗液噴嘴9噴出的清洗液係例如為DIW等純水。然而，清洗液不限於DIW。清洗液亦可為例如碳酸水、電解離子水、稀釋濃度(例如為1ppm以上至100ppm以下)的鹽酸水、稀釋濃度(例如為1ppm以上至100ppm以下)的氨水或還原水(氫水)。
在該實施形態中，各個處理液噴嘴為鉛直方向以及水平方向的位置已固定之固定噴嘴。
於蝕刻液噴嘴8連接有蝕刻液配管40，該蝕刻液配管40係用以將蝕刻液導引至蝕刻液噴嘴8。於蝕刻液配管40設置有：蝕刻液閥50A，係用以將蝕刻液配管40內的流路打開以及關閉；以及蝕刻液流量調整閥50B，係用以調整蝕刻液配管40內的蝕刻液的流量。閥設置於配管亦可指閥插裝於配管。藉由將蝕刻液閥50A開啟，蝕刻液係會以與蝕刻液流量調整閥50B的開放度對應之流量而從蝕刻液噴嘴8噴出。
於清洗液噴嘴9連接有清洗液配管41，該清洗液配管41係用以將清洗液導引至清洗液噴嘴9。於清洗液配管41設置有：清洗液閥51A，係用以將清洗液配管41內的流路打開以及關閉；以及清洗液流量調整閥51B，係用以調整清洗液配管41內的清洗液的流量。藉由將清洗液閥51A開啟，清洗液係會以與清洗液流量調整閥51B的開放度對應之流量而從清洗液噴嘴9噴出。
加熱單元6係例如為用以將基板W加熱之熱板。加熱單元6係包含：板本體60，係從下方與基板W對向；以及加熱器61，係內置於板本體60。加熱單元6係形成為例如包圍自轉基座20之環狀。加熱面6a係藉由例如板本體60的上表面所構成。加熱面6a亦可為包圍自轉基座20之環狀面。加熱器61亦可為內置於板本體60之電阻體。電力係經由供電線62從電源等通電單元63供給至加熱器61。加熱單元6的加熱器61的設定溫度為例如50℃以上至200℃以下。
加熱單元6係藉由加熱器升降機構64沿著鉛直方向升降。加熱器升降機構64係使加熱單元6在接觸加熱位置(圖2中之實線所示的位置)與非加熱位置(圖2中之二點鏈線所示的位置)之間升降，該接觸加熱位置為在與基板W接觸之狀態下加熱基板W之位置，該非加熱位置為離開基板W而不將基板W加熱之位置。加熱單元6係能夠在位於接觸加熱位置時將基板W以及基板W上的液體加熱至50℃以上至200℃以下。
加熱單元6亦能夠配置於非接觸加熱位置，該非接觸加熱位置為在不與基板W的下表面接觸之狀態下將基板W加熱。非接觸加熱位置為較非加熱位置更接近於基板W的下表面之位置。
加熱器升降機構64係例如包含：滾珠螺桿機構(未圖示)，係結合於板本體60；以及馬達(未圖示)，係對滾珠螺桿機構賦予驅動力。加熱器升降機構64亦稱為加熱器升降機。
處理罩杯7為用以接住從基板W排出的處理液之構件。處理罩杯7係包含：圓筒部70，係沿著鉛直方向延伸；傾斜部71，係從圓筒部70的上端向斜上方延伸；以及大致環狀的底部72，係導引藉由傾斜部71及圓筒部70而接住的處理液。在底部72的內周端與旋轉軸21之間設置有曲徑軸封(labyrinth seal)等密封構件73。藉由密封構件73防止處理液從處理罩杯7的底部72洩漏。
於底部72設置有排液槽74，排液槽74係連接於排液配管75。於排液配管75設置有排液閥76。藉由將排液閥76開啟，從排液配管75排出處理液作為排液。
圖3係用以說明基板處理裝置1的電性構成之方塊圖。控制器3係具備微電腦，根據預定的控製程式控制基板處理裝置1所具備的控制對象。
具體而言，控制器3係包含處理器3A(CPU(Central Processing Unit；中央處理單元))以及儲存有控製程式之記憶體3B。控制器3係以如下方式構成：由處理器3A執行控製程式，藉此執行用於基板處理的各種控制。尤其，控制器3係被編程為控制搬運機器人IR、CR、旋轉驅動機構22、加熱器升降機構64、通電單元63、吸引閥26、蝕刻液閥50A、蝕刻液流量調整閥50B、清洗液閥51A、清洗液流量調整閥51B以及排液閥76等。
而且，圖3中雖圖示有代表性的構件，但並不意味著未圖示的構件不受控制器3控制，控制器3係能夠適當地控制基板處理裝置1所具備的各個構件。圖3中亦一併記載後述的變形例以及第二實施形態中說明的構件，這些構件亦受控制器3控制。
控制器3係控制基板處理裝置1所具備的各個構件，藉此執行後述的圖4所示的各個工序。換言之，控制器3係被編程為執行後述的圖4所示的各個工序。
[基板處理的一例]
圖4係用以說明藉由基板處理裝置1執行的基板處理之流程圖。圖5係用以說明基板處理中之基板W的上表面的情況之示意圖。
在基板處理裝置1之基板處理中，例如如圖4所示執行蝕刻液供給工序(步驟S1)、液膜形成工序(步驟S2)、加熱工序(步驟S3)、清洗液供給工序(步驟S4)以及乾燥工序(步驟S5)。以下，主要參照圖2以及圖4說明基板處理的詳情。適當地參照圖5。
首先，未處理之基板W係藉由搬運機器人IR、CR(參照圖1)從承載器C搬入至處理單元2並交付至自轉夾具5(搬入工序)。藉此，基板W係藉由自轉夾具5而保持於保持位置(基板保持工序)。再者，基板W係以處理對象層露出之主表面成為上表面之方式而保持於自轉夾具5。自轉夾具5係一邊保持基板W一邊使基板W開始旋轉(旋轉工序)。在基板處理的執行中，通電單元63係維持通電狀態，加熱單元6的加熱器61係加熱至設定溫度(例如50℃以上至200℃以下)。
在基板W保持於自轉夾具5後，執行將蝕刻液供給至基板W的上表面之蝕刻液供給工序(步驟S1)。具體而言，將蝕刻液閥50A開啟。藉此，如圖5中的(a)所示，從蝕刻液噴嘴8噴出蝕刻液，蝕刻液附著於基板W的上表面。附著於基板W的上表面之蝕刻液係因離心力的作用而擴散至基板W的整個上表面。
來自蝕刻液噴嘴8之蝕刻液的噴出流量係例如為2000mL/min。在將蝕刻液供給至基板W的上表面的期間，基板W係以例如300rpm以上至700rpm以下旋轉。
接下來，執行在基板W的上表面形成蝕刻液的薄液膜150之液膜形成工序(步驟S2)。具體而言，在蝕刻液供給工序中，於預定的期間(例如5秒以上至15秒以下的期間)從蝕刻液噴嘴8噴出蝕刻液後，將蝕刻液閥50A關閉。藉此，停止從蝕刻液噴嘴8噴出蝕刻液，從而停止向基板W的上表面供給蝕刻液。即使在停止向基板W的上表面供給蝕刻液後，基板W亦會繼續旋轉(繼續旋轉工序、旋轉工序)。因此，從基板W的上表面去除蝕刻液，從而如圖5中的(b)所示在基板W的上表面上形成蝕刻液的薄液膜150(薄膜)(液膜形成工序、薄膜形成工序)。停止噴出蝕刻液後之基板W的旋轉速度亦即液膜形成工序中之基板W的旋轉速度為2000rpm以上至4000rpm以下。
在停止供給蝕刻液後，當經過了預定的液膜形成時間(例如30秒以上至140秒以下)之時間點，開始將基板W加熱之加熱工序(步驟S3)。具體而言，使基板W停止旋轉，然後加熱器升降機構64係將加熱單元6配置於接觸加熱位置。藉此，如圖5中的(c)所示，隔著基板W將基板W的上表面上的液膜150加熱。液膜150的加熱溫度係例如為加熱單元6的設定溫度，且為50℃以上至200℃以下。藉由將液膜150加熱，促進蝕刻液中的蝕刻劑的蝕刻作用。如圖5中的(d)所示，藉由蝕刻劑與處理對象層之間的反應而在基板W的上表面形成固體層151。
在預定的加熱時間(例如60秒以上至180秒以下)之期間將基板W加熱後，執行將清洗液供給至基板W的上表面之清洗液供給工序(步驟S4)。具體而言，加熱器升降機構64係將加熱單元6配置於非加熱位置。藉此，停止對基板W加熱。然後，重新使基板W開始旋轉，且將清洗液閥51A開啟。藉此，如圖5中的(e)所示，從清洗液噴嘴9噴出清洗液，清洗液係附著於旋轉狀態之基板W的上表面。附著於基板W的上表面之清洗液係因離心力的作用而擴散至基板W的整個上表面。藉此，基板W的上表面上的固體層151係一邊被清洗液溶解一邊向基板W外排出。
來自清洗液噴嘴9之清洗液的噴出流量係例如為2000mL/min。在將清洗液供給至基板W的上表面的期間，基板W係以例如1000rpm以上至2000rpm以下旋轉。
接下來，執行使基板W高速旋轉從而使基板W的上表面乾燥之乾燥工序(步驟S5)。具體而言，藉由將清洗液閥51A關閉，從而停止向基板W的上表面供給清洗液。
接著，旋轉驅動機構22係加速基板W的旋轉，使基板W高速旋轉(例如1500rpm)。藉此，大的離心力係作用於附著於基板W的清洗液，從而清洗液係被甩向基板W的周圍。
在乾燥工序(步驟S5)後，旋轉驅動機構22係使基板W停止旋轉。然後，搬運機器人CR係進入至處理單元2，從自轉夾具5接取處理完畢的基板W並向處理單元2外搬出(搬出工序)。該基板W係由搬運機器人CR交付至搬運機器人IR，並藉由搬運機器人IR收納至承載器C。
根據第一實施形態，處理對象層係包含氧化矽層以及氮化矽層中之至少一個層，蝕刻液係含有氟化銨作為蝕刻劑。因此，能夠藉由加熱使處理對象層與存在於基板W的主表面上之蝕刻劑迅速發生反應，從而能夠減少處理對象層的蝕刻的時間依賴性。亦即，能夠實現飽和原子層蝕刻。
在蝕刻液供給工序後且在加熱工序前旋轉基板W。因此，能夠適度地減少基板W的上表面上之蝕刻液的量，從而能控制存在於基板W的上表面上之蝕刻劑的總量。只要能夠控制蝕刻劑的總量，就容易控制處理對象層的蝕刻量。尤其，藉由使基板W以2000rpm以上至4000rpm以下之旋轉速度旋轉，能夠精度佳地控制存在於基板W的上表面上之蝕刻劑的總量。
只要蝕刻液中的蝕刻劑的質量百分比濃度為0.2wt%以上至不足10wt%，就容易實現飽和原子層蝕刻。
只要加熱工序中之加熱溫度為50℃以上至200℃以下，就能夠使處理對象層與存在於基板的主表面上之蝕刻劑迅速發生反應。
[飽和原子層蝕刻的機制的一例]
接下來，說明飽和原子層蝕刻的機制。圖6係用以說明蝕刻從基板W的上表面露出之處理對象層100時的機制的一例之示意圖。在液膜形成工序(步驟S2)中，如圖6中的(a)所示在基板W的上表面形成液膜150。
藉由基板W的上表面上的蝕刻液中的蝕刻劑與處理對象層100之間的反應而形成固體層151。在加熱工序(步驟S3)中，隔著基板W將液膜150加熱，藉此如圖6中的(b)所示促進固體層151之形成。
詳細而言，蝕刻液係浸透至固體層151而到達處理對象層100，藉此推進蝕刻。由於蝕刻之推進，固體層151的厚度T係增大。另一方面，由於藉由加熱推進固體層151之分解，因此促進蝕刻劑與處理對象層100之間的反應(反應促進工序)。
更詳細而言，由於固體層151之分解的生成物為氣體，因此氣體擴散至氛圍(atmosphere)中。藉此，將蝕刻液與處理對象層100之間的反應的生成物從反應系統中去除。由於去除生成物，因此為了使熱分解反應的生成物量增大而促進固體層151之分解。
最終，如圖6中的(c)所示，在處理對象層100之蝕刻推進至基板W的上表面的大部分的蝕刻劑受到消耗為止的時間點停止蝕刻。如此，由於藉由加熱將因蝕刻劑與處理對象層100之間的反應而形成之固體層151的至少一部分去除，因此促進蝕刻劑與處理對象層100之間的反應。
使用上述化學反應式1以及化學反應式2具體地說明蝕刻劑與處理對象層100之間的反應之促進。藉由分解，矽氟化銨((NH 4) 2SiF 6)變化為各種分解生成物(氨、氟化氫、四氟化矽)。由於各種分解生成物係在反應溫度中為氣體狀態，因此分解生成物擴散至氛圍中。藉此，將蝕刻液與處理對象層100之間的反應(化學反應式1所示的反應)中之生成物從反應系統中去除。因此，為了使熱分解反應的生成物量增大而促進矽氟化銨之分解，化學反應式2之反應係向右側推進。由於化學反應式2之反應向右側推進導致化學反應式1之反應的生成物減少，因此化學反應式1亦向右側推進。亦即，促進氟化銨(NH 4F)以及氧化矽(SiO 2)的反應。因此，大部分的氟化銨受到消耗。
因此，處理對象層100的蝕刻深度D(參照圖6中的(d))係與加熱工序開始時存在於基板W的上表面上之蝕刻液中的蝕刻劑的總量成比例。因此，只要控制加熱工序開始時存在於基板W的上表面上之蝕刻液的量，就能夠精度佳地控制蝕刻深度D。
[由基板處理引起之基板W的上表面的表層部110之變化的一例]
圖7A係用以說明經基板處理裝置1處理之基板W的上表面的表層部110之構造的一例之示意圖。圖7B係用以說明圖7A所示的基板W的上表面的表層部110之由蝕刻引起的構造變化之示意圖。
如圖7A所示，基板W的上表面的表層部110係具有：半導體層111；層疊體112，係形成於半導體層111上；複數個通道113，係藉由挖掘層疊體112的表面而形成；複數個處理對象層100，係分別埋設於複數個通道113內；以及包覆層114，係介於通道113的側壁113a與處理對象層100之間，且包覆通道113的側壁113a。
通道113的深度CD1係例如為32原子層以上至96原子層以下。通道113係例如從通道113的深度方向DD觀察具有圓形狀。通道113的寬度L1(通道113的直徑)係例如為50nm以上至90nm以下。
半導體層111係由例如Si單晶所構成。層疊體112係具有複數個第一絕緣層115以及複數個第二絕緣層116。在層疊體112中，第一絕緣層115以及第二絕緣層116係沿著通道113的深度方向DD交替地配置。第一絕緣層115係例如為氧化矽層，第二絕緣層116係例如為氮化矽層。
藉由通道113的側壁113a、通道113的底壁113b以及層疊體112的前端面112a，在表層部110形成有微細凹凸圖案。包覆層114係包覆通道113的側壁113a以及層疊體112的前端面112a。因此，能夠抑制層疊體112暴露於蝕刻液。作為具有此種構成之表層部110之基板W，可列舉用於三維NAND(three-dimensional NOT-AND；三維反及閘)型快閃記憶體的製造製程之基板。
在已將圖7A所示的基板W應用於上述基板處理之情形下，如圖7B所示通道113內之處理對象層100的一部分係被蝕刻，從而實現所期望的蝕刻深度D1。而且，由於能夠藉由濕式蝕刻來蝕刻處理對象層100，因此能夠抑制在使用反應性離子蝕刻等乾式蝕刻之情形下成為問題之微細凹凸圖案的損傷以及處理對象層100的過度蝕刻。微細凹凸圖案的損傷係例如指層疊體112的前端面112a的角部被侵蝕而成為弧形狀(彎曲形狀)。
[由基板處理引起之基板W的上表面的表層部120之變化的另一例]
圖8A係用以說明經基板處理裝置1處理之基板W的上表面的表層部120之構造的另一例之示意圖。圖8B係用以說明圖8A所示的基板W的上表面的表層部120之由蝕刻引起的構造變化之示意圖。
如圖8A所示，基板W的上表面的表層部120係具有：半導體層121；複數個構造體122，係形成於半導體層121上；以及處理對象層130，係包覆複數個構造體122。處理對象層130係具有：第一處理對象層131，係形成於各個構造體122上；以及第二處理對象層132，係位於複數個構造體122之間。
半導體層121以及複數個構造體122係由例如Si單晶所構成。第一處理對象層131係具有：第一層133，係例如由氧化矽層所構成；以及第二層134，係由形成於第一層133上之氮化矽層所構成。第二處理對象層132係例如為氧化矽層。第二處理對象層132係以與第一處理對象層131以及構造體122接觸之方式位於鄰接的構造體122彼此之間。
構造體122係從構造體122的高度方向TD觀察為線狀(帶狀)，複數個構造體122係隔開間隔地配置。構造體122的寬度L2係從構造體122的高度方向TD觀察為構造體122的短邊方向(構造體122的排列方向)的寬度，例如為5nm以上至22nm以下。構造體122彼此之間的間隙的寬度L3係例如為24nm以上至60nm以下。
藉由複數個構造體122，在表層部120形成有微細凹凸圖案。作為具有此種構成之表層部120之基板W，可列舉用於CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor；互補金屬氧化物半導體)的製造製程之基板。
在對此種基板W應用了上述基板處理之情形下，如圖8B所示，處理對象層130的一部分被蝕刻，從而實現所期望的蝕刻深度D2。詳細而言，將整個第一處理對象層131藉由蝕刻而去除。接著，以使第二處理對象層132的表面位於較複數個構造體122的前端部122a更靠近半導體層121之位置之方式藉由蝕刻將第二處理對象層132的一部分去除。經蝕刻後的處理對象層130係作為層間絕緣膜而發揮功能。由於能夠藉由濕式蝕刻來蝕刻處理對象層130，因此能夠抑制微細凹凸圖案的損傷以及處理對象層130的過度蝕刻。在實現了所期望的蝕刻深度D2之狀態下，構造體122係具有從第二處理對象層132突出之突出部122b。突出部122b的高度T2(從蝕刻後的第二處理對象層132的表面至前端部122a為止的高度方向TD的距離)例如為34nm以上至60nm以下。
[濕式處理單元的變形例]
圖9係用以說明濕式處理單元2W的變形例之示意圖。如圖9所示，濕式處理單元2W亦可包含加熱氣體噴嘴10來代替加熱單元6(參照圖2)，該加熱氣體噴嘴10係向基板W的上表面供給將基板W以及基板W上的液膜150加熱之加熱氣體。圖9所示的濕式處理單元2W係包含：對向構件11，係具有與基板W的上表面對向的對向面11a；以及對向構件升降機構12，係使對向構件11升降。
加熱氣體噴嘴10係具有從對向面11a露出之噴出口10a。從加熱氣體噴嘴10噴出之加熱氣體係例如為氮氣等惰性氣體、空氣或者這些氣體的混合氣體。惰性氣體不限於氮氣，亦可含有氬氣等稀有氣體。加熱氣體的溫度係例如為50℃以上至200℃以下。
於加熱氣體噴嘴10連接有加熱氣體配管42，該加熱氣體配管42係用以將加熱氣體導引至加熱氣體噴嘴10。於加熱氣體配管42設置有：加熱氣體閥52A，係用以將加熱氣體配管42內的流路打開以及關閉；以及加熱氣體流量調整閥52B，係用以調整加熱氣體配管42內的加熱氣體的流量。藉由將加熱氣體閥52A開啟，加熱氣體係會以與加熱氣體流量調整閥52B的開放度對應之流量從加熱氣體噴嘴10噴出。
對向構件11係包含：圓形狀的對向部80，係與基板W的上表面對向；以及環狀部81，係從對向部80的周緣部向下方延伸。對向面11a係例如為對向部80的下表面。對向構件11係能夠藉由對向構件升降機構12在接近位置(圖9中之二點鏈線所示的位置)與相隔位置(圖9中之實線所示的位置)之間移動，該接近位置為接近基板W的上表面之位置，該相隔位置為較接近位置更靠上方之位置。當對向構件11位於接近位置時，環狀部81係從水平方向與基板W對向。
對向構件升降機構12係例如包含：滾珠螺桿機構(未圖示)，係結合於對向構件11；以及馬達(未圖示)，係對滾珠螺桿機構賦予驅動力。對向構件升降機構12亦稱為對向構件升降機。
當對向構件11位於接近位置時，藉由對向部80、環狀部81以及基板W形成處理空間SP。在形成有處理空間SP之狀態下將加熱氣體閥52A開啟，藉此能夠以加熱氣體迅速地替換處理空間SP內的氣體。藉此，能夠迅速將基板W以及液膜150加熱。
[第二實施形態的基板處理裝置1A的構成]
圖10係顯示第二實施形態的基板處理裝置1A的佈局之示意性的俯視圖。基板處理裝置1A所具備之複數個處理單元2係除了包含複數個濕式處理單元2W之外還包含複數個乾式處理單元2D。
在圖10所示的例子中，搬運機器人IR側的兩個處理塔TW係藉由複數個濕式處理單元2W所構成，與搬運機器人IR為相反側的兩個處理塔TW係藉由複數個乾式處理單元2D所構成。乾式處理單元2D係配置於腔室4內，且包含在該腔室4的內部將基板W加熱之熱處理腔90。
圖11係用以說明第二實施形態的濕式處理單元2W的構成之示意圖。如圖11所示，與第一實施形態不同，第二實施形態的濕式處理單元2W中並未設置將基板W加熱之構成。
圖12係用以說明乾式處理單元2D的構成之示意圖。
乾式處理單元2D係收容於熱處理腔90，且進一步地包含加熱單元91，該加熱單元91係具有載置基板W之加熱面91a。加熱單元91係具有圓板狀的熱板之形態。加熱單元91係包含板本體92以及加熱器93。板本體92的上表面係構成加熱面91a。加熱器93亦可為內置於板本體92之電阻體。加熱器93係能夠將基板W加熱至與加熱器93的溫度大致相等之溫度。加熱器93係已被加熱至設定溫度(例如50℃以上至200℃以下)。具體而言，加熱器93係連接電源等通電單元94，藉由調整從通電單元94供給之電流，加熱器93的溫度會變化至預定溫度範圍內之溫度。
熱處理腔90係具備：腔本體90A，係於上方開口；以及蓋90B，係在腔本體90A的上方上下移動，將腔本體90A的開口封閉。在將腔本體90A的開口開啟之狀態(圖12中之二點鏈線所示的狀態)下，搬運機器人CR係能夠對熱處理腔90內進行存取(access)。
乾式處理單元2D係進一步地具備貫穿板本體92而上下移動之複數個升降銷96。複數個升降銷96係能夠在上位置(圖12中之二點鏈線所示的位置)與下位置(圖12中之實線所示的位置)之間上下移動，該上位置為在較加熱面91a更靠上方處支持基板W之位置，該下位置為前端部(上端部)沒入至較加熱面91a更靠下方之位置。
若使用第二實施形態的基板處理裝置1A，則能夠執行與第一實施形態相同的基板處理(參照圖4以及圖5)。然而，在加熱工序(步驟S4)的前後，於濕式處理單元2W與乾式處理單元2D之間搬運基板W。加熱工序(步驟S4)中，在複數個升降銷96配置於下位置，且藉由蓋90B將腔本體90A的開口關閉之狀態(圖12中之實線所示的狀態)下，藉由加熱單元91隔著基板W將液膜150加熱。
[用以驗證飽和原子層蝕刻之實驗]
接下來，說明為了驗證飽和原子層蝕刻而進行的各個實驗的結果。
[時間變化實驗]
首先，說明為了觀測蝕刻的時間依賴性而進行的時間變化實驗。圖13A係用以說明用以觀測蝕刻的時間依賴性之時間變化實驗的順序之示意圖。在時間變化實驗中，進行以下的順序(a)至(d)。
(a)將形成有厚度為100nm的氧化矽膜之2.5cm見方的小片狀的基板(以下稱為「小片基板200」)載置於加熱器201上，在小片基板200的主表面供給1mL之氟化銨水溶液(蝕刻液)。氟化銨水溶液中之氟化銨(蝕刻劑)的質量百分比濃度為2wt%。
(b)然後，在預定的旋轉時間之期間，藉由使加熱器201旋轉而使小片基板200旋轉。藉由使小片基板200旋轉，小片基板200上的氟化銨水溶液係擴散至小片基板200的整個主表面，在小片基板200的主表面形成氟化銨水溶液之薄膜202。此時，以500rpm使小片基板200開始旋轉，且以使小片基板200的旋轉速度在旋轉開始後的20秒之時間點達到3000rpm之方式階段性地使小片基板200的旋轉加速。準備將旋轉時間分別設為30秒、40秒、60秒、80秒以及140秒之五種小片基板200。
(c)然後，藉由加熱器201對已以各個旋轉時間旋轉之五種小片基板200進行加熱。加熱係以200℃進行180秒。
(d)然後，利用清洗液清洗各個小片基板200。
以此種順序，準備五種加熱完的小片基板200作為「加熱完的樣本」。另一方面，準備進行了順序(a)、(b)以及(d)而未進行順序(c)之小片基板200作為「非加熱樣本」。然後，使用SEM(Scanning Electron Microscope；掃描電子顯微鏡)等測定這些樣本的氧化矽膜的去除量(蝕刻量)。
圖13B係顯示時間變化實驗的結果之曲線圖，且為顯示小片基板200的旋轉時間與蝕刻量之間的相關性之曲線圖。如圖13B所示，在使用了加熱完的樣本之情形下，任何旋轉時間中之蝕刻量均同等，為4.0nm至4.2nm左右。另一方面，對於非加熱樣本而言，觀察到如下傾向：蝕刻量隨著時間經過而增大，並逐步接近於4.0nm。因此，能夠推測出加熱促進了蝕刻。在隔著小片基板200將蝕刻液加熱之情形下，至少在旋轉時間經過30秒之時間點蝕刻結束，表現出蝕刻量對於旋轉時間的依賴性極低。
[濃度變化實驗]
接下來，說明為了觀測蝕刻的濃度依賴性而進行的濃度變化實驗。在濃度變化實驗中，進行以下的順序(a)至(d)。由於濃度變化實驗的順序係與上述時間變化實驗的順序大致相同，因此參照圖13A進行說明。
(a)將小片基板200載置於加熱器201上，對小片基板200的主表面供給1mL之氟化銨水溶液。準備將供給至小片基板200之氟化銨水溶液中之氟化銨的濃度分別設為2wt%、4wt%、6wt%以及10wt%之五種小片基板200。
(b)然後，在預定的旋轉時間之期間，藉由使加熱器201旋轉而使小片基板200旋轉。藉由使小片基板200旋轉，小片基板200上的氟化銨水溶液係擴散至小片基板200的整個主表面，在小片基板200的主表面形成氟化銨的薄膜202。此時，以500rpm使小片基板200開始旋轉，且以使小片基板200的旋轉速度在旋轉開始後的20秒之時間點達到3000rpm之方式階段性地使小片基板200的旋轉加速，使小片基板200旋轉直至從旋轉開始經過80秒為止。
(c)然後，藉由加熱器201對各個小片基板200進行加熱。加熱係以200℃進行180秒。
(d)然後，利用清洗液清洗各個小片基板200。
以此種順序，準備蝕刻劑的供給量不同之五種小片基板200。使用SEM等測定這五種小片基板200的氧化矽膜的去除量(蝕刻量)。
圖14係顯示濃度變化實驗的結果之曲線圖。如圖14所示，當氟化銨的濃度為2wt%時，蝕刻量約為4.1nm；當氟化銨的濃度為4wt%時，蝕刻量約為6.1nm。當氟化銨的濃度為6wt%時，蝕刻量約為7.5nm；當氟化銨的濃度為10wt%時，蝕刻量約為12.5nm。如此，氟化銨的濃度越高，則蝕刻量越增大。表現出蝕刻量依賴於蝕刻劑的濃度而變化。2wt%至10wt%的濃度範圍中之蝕刻量之差為8.4nm。
[晶體觀測實驗]
接下來，說明用以觀測蝕刻液中的晶體的產生之晶體觀測實驗。在晶體觀測實驗中，針對複數個濃度進行以下的順序(a)至(d)。由於晶體觀測實驗的順序係與上述時間變化實驗的順序大致相同，因此參照圖13A進行說明。
(a)將小片基板200載置於加熱器201上，對小片基板200的主表面供給1mL之氟化銨水溶液。準備將供給至小片基板200之氟化銨水溶液中之氟化銨的濃度分別設為2wt%、4wt%、6wt%、10wt%以及15wt%之五種小片基板200。
(b)然後，在預定的旋轉時間之期間，藉由使加熱器201旋轉而使小片基板200旋轉。此時，以500rpm使小片基板200開始旋轉，且以使小片基板200的旋轉速度在旋轉開始後的20秒之時間點達到3000rpm之方式階段性地使小片基板200的旋轉加速。供給各個濃度的氟化銨水溶液，對於小片基板200準備將旋轉時間分別設為30秒、40秒、50秒、60秒以及80秒之五種小片基板200。
(c)然後，藉由加熱器201對各個小片基板200進行加熱。加熱係以200℃進行180秒。
(d)然後，利用清洗液清洗各個小片基板200。
以此種順序準備旋轉時間以及蝕刻劑的供給量不同之複數種(總計25種)小片基板200。使用SEM等測定這複數種小片基板200的主表面之狀態。
圖15係顯示晶體觀察實驗的結果之列表。如圖15所示，在氟化銨水溶液中之氟化銨的質量百分比濃度為2wt%、4wt%、6wt%之情形下，無論小片基板200的旋轉時間如何均未觀測到晶體的產生。另一方面，在氟化銨水溶液中之氟化銨的質量百分比濃度為10wt%之情形下，當旋轉時間大於30秒時，觀測到晶體的產生。進一步地，在氟化銨水溶液中之氟化銨的質量百分比濃度為15wt%之情形下，與旋轉時間無關地觀測到晶體的產生。由於晶體的產生，小片基板200的主表面中之蝕刻均勻性有可能會降低。
基於圖14所示的濃度變化實驗以及圖15所示的晶體觀察實驗的結果，推測出以下結論。只要蝕刻液中的氟化銨的質量百分比濃度不足10wt%，就能夠良好地保持蝕刻之面內均勻性，並且充分地蝕刻氧化矽膜。尤其，只要蝕刻液中的氟化銨的質量百分比濃度為2wt%以上至不足10wt%，就容易產生此種功效。若蝕刻液中的氟化銨的質量百分比濃度為2wt%以上至6wt%以下，則更容易產生此種功效。
[旋轉速度變化實驗]
接下來，說明用以觀測蝕刻的旋轉速度依賴性之旋轉速度變化實驗。旋轉速度變化實驗係進行以下的順序(a)至(d)。由於旋轉速度變化實驗的順序係與上述時間變化實驗的順序大致相同，因此參照圖13A進行說明。
(a)將小片基板200載置於加熱器201上，對小片基板200的主表面供給1mL之氟化銨的質量百分比濃度為2wt%之氟化銨水溶液。
(b)然後，在預定的旋轉時間之期間，藉由使加熱器201旋轉而使小片基板200旋轉。藉由使小片基板200旋轉，小片基板200上的氟化銨水溶液係擴散至小片基板200的整個主表面，在小片基板200的主表面形成氟化銨的薄膜202。此時，以500rpm使小片基板200開始旋轉，且以使小片基板200的旋轉速度在旋轉開始後的約5秒之時間點達到預定的薄膜化速度之方式使小片基板200的旋轉加速。使小片基板200以薄膜化速度持續旋轉，直至旋轉開始後經過約80秒之時間點為止。準備將薄膜化速度分別設為2000rpm、2500rpm、3000rpm、3500rpm以及4000rpm之五種小片基板200。
(c)然後，藉由加熱器201對已以各個旋轉時間旋轉之五種小片基板200進行加熱。加熱係以180℃進行180秒。
(d)然後，利用清洗液清洗各個小片基板200。
以此種順序，準備薄膜化速度不同之五種小片基板。使用SEM等測定這五種小片基板200的氧化矽膜的去除量(蝕刻量)。
圖16係顯示旋轉速度變化實驗的結果之曲線圖。如圖16所示，在薄膜化速度為2000rpm以上至3000rpm以下之範圍，表現出蝕刻量隨著薄膜化速度的增大而減少之傾向。具體而言，在薄膜化速度為2000rpm之情形下，蝕刻量約為5.6nm；在薄膜化速度為2500rpm之情形下，蝕刻量約為4.8nm；在薄膜化速度為3000rpm之情形下，蝕刻量約為4.1nm。如此，表現出蝕刻量依賴於薄膜化速度而變化。
在薄膜化速度為3000rpm以上至4000rpm以下之範圍，與薄膜化速度無關地蝕刻量大致一定。理由在於在薄膜化速度為3000rpm之時間點，小片基板200上的氟化銨水溶液已薄膜化至極限為止，即便增大旋轉速度小片基板200上的氟化銨水溶液之量亦不會引起變化，因此能夠認為在上述旋轉速度之範圍蝕刻量不會引起變化。
再者，由薄膜化速度的變化引起之蝕刻量的變化量約為1.7nm，而在濃度變化實驗(參照圖14)中由氟化銨的濃度的變化引起之蝕刻量的變化量最大約為8.4nm。因此，推測出能夠利用薄膜化速度的調整細緻地控制蝕刻量，亦即能夠以基板的旋轉速度的控制細緻地控制蝕刻量。
[溫度變化實驗]
接下來，說明用以觀測蝕刻之加熱溫度依賴性之溫度變化實驗。溫度變化實驗係進行以下的順序(a)至(d)。由於溫度變化實驗的順序係與上述時間變化實驗的順序大致相同，因此參照圖13A進行說明。
(a)將小片基板200載置於加熱器201上，對小片基板200的主表面供給1mL之氟化銨的質量百分比濃度為2wt%之氟化銨水溶液。
(b)然後，在預定的旋轉時間之期間，藉由使加熱器201旋轉而使小片基板200旋轉。藉由使小片基板200旋轉，小片基板200上的氟化銨水溶液係擴散至小片基板200的整個主表面，在小片基板200的主表面形成氟化銨的薄膜。此時，以500rpm使小片基板200開始旋轉，且以使小片基板200的旋轉速度在旋轉開始後的20秒之時間點達到3000rpm之方式階段性地使小片基板200的旋轉加速，使小片基板200旋轉直至從旋轉開始經過80秒為止。
(c)然後，藉由加熱器201對小片基板200進行加熱。準備將加熱溫度分別設為50℃、80℃、150℃以及180℃之四種小片基板200。
(d)然後，利用清洗液清洗各個小片基板200。
以此種順序準備加熱溫度不同之四種小片基板200。使用SEM等測定這四種小片基板200的氧化矽膜的去除量(蝕刻量)。
圖17係顯示溫度變化實驗的結果之曲線圖。如圖17所示，在任何加熱溫度蝕刻量均為4.5nm左右。因此，若為至少50℃以上至180℃以下之範圍，則表現出能夠與加熱溫度無關地充分進行蝕刻。
[其他實施形態]
本發明並不限定於以上說明之實施形態，能夠進一步地以其他形態實施。
(1)例如，在上述各個實施形態中，對基板W的上表面執行基板處理。然而，亦可對基板W的下表面執行基板處理。
(2)在上述各個實施形態中，自轉夾具5為使自轉基座20吸附基板W之真空吸附式的自轉夾具。然而，自轉夾具5亦可為利用複數個夾銷而握持基板W的周緣之握持式的自轉夾具。
(3)自轉夾具5未必需要水平地保持基板W。亦即，與圖3不同，自轉夾具5係可鉛直地保持基板W，亦可以使基板W的上表面相對於水平面傾斜之方式而保持基板W。
(4)在上述各個實施形態中，說明了藉由蝕刻液中的蝕刻劑與處理對象層之間的反應而形成之固體因加熱而分解，因此促進蝕刻劑與處理對象層之間的反應。然而，亦可為藉由蝕刻劑與處理對象層之間的反應而形成之物質係未分解而是因狀態變化而成為氣體(主要為昇華)，藉此促進蝕刻劑與處理對象層之間的反應。
(5)與上述實施形態不同，亦可在蝕刻液供給工序中使基板W停止旋轉。
(6)在上述各個實施形態中，以從複數個噴嘴分別噴出複數個流體之方式構成。然而，各個流體的噴出形態並不限定於上述各個實施形態。
例如，各個處理液噴嘴亦可為能夠沿著水平方向移動之移動噴嘴。而且，亦可以如下方式構成：全部的處理液噴嘴係藉由單一個噴嘴移動機構而一體地移動。而且，亦可以如下方式構成：全部的流體係從單一個噴嘴向基板W的上表面噴出。
(7)在上述各個實施形態中，將與配管、泵、閥、致動器等相關的圖示的一部分予以省略，但並不意味著這些構件不存在，實際上這些構件係設置於適當的位置。例如，用以調整從對應的處理液噴嘴噴出的處理液的流量之流量調整閥(未圖示)亦可設置於各個配管。
(8)在上述各個實施形態中，控制器3係控制整個基板處理裝置1。然而，用以控制基板處理裝置1的各個構件之控制器亦可分散於複數個部位。而且，控制器3亦可無需直接控制各個構件，從控制器3輸出的信號亦可由用以控制基板處理裝置1的各個構件之從屬控制器(slave controller)接收。
(9)而且，在上述實施形態中，基板處理裝置1係具備搬運機器人IR、CR、複數個處理單元2以及控制器3。然而，基板處理裝置1亦可由單一個處理單元2與控制器3所構成而不包含搬運機器人。或者，基板處理裝置1亦可僅由單一個處理單元2所構成。換言之，處理單元2亦可為基板處理裝置的一例。
雖詳細地說明了本發明的實施形態，但這些實施形態僅為用以明確本發明的技術內容之具體例，不應限定於這些具體例而解釋本發明，本發明的範圍僅受隨附之申請專利範圍限定。
1,1A:基板處理裝置 2:處理單元 2D:乾式處理單元 2W:濕式處理單元 3:控制器 3A:處理器 3B:記憶體 4:腔室 5:自轉夾具 6,91:加熱單元 6a,91a:加熱面 7:處理罩杯 8:蝕刻液噴嘴 9:清洗液噴嘴 10:加熱氣體噴嘴 10a:噴出口 11:對向構件 11a:對向面 12:對向構件升降機構 20:自轉基座 20a:吸附面 21:旋轉軸 22:旋轉驅動機構 23:吸引路徑 23a:吸引口 24:吸引配管 25:吸引裝置 26:吸引閥 40:蝕刻液配管 41:清洗液配管 42:加熱氣體配管 50A:蝕刻液閥 50B:蝕刻液流量調整閥 51A:清洗液閥 51B:清洗液流量調整閥 52A:加熱氣體閥 52B:加熱氣體流量調整閥 60,92:板本體 61,93,201:加熱器 62:供電線 63,94:通電單元 64:加熱器升降機構 70:圓筒部 71:傾斜部 72:底部 73:密封構件 74:排液槽 75:排液配管 76:排液閥 80:對向部 81:環狀部 90:熱處理腔 90A:腔本體 90B:蓋 96:升降銷 100,130:處理對象層 110,120:表層部 111,121:半導體層 112:層疊體 112a:前端面 113:通道 113a:側壁 113b:底壁 114:包覆層 115:第一絕緣層 116:第二絕緣層 122:構造體 122a:前端部 122b:突出部 131:第一處理對象層 132:第二處理對象層 133:第一層 134:第二層 150:液膜 151:固體層 200:小片基板 202:薄膜 A1:旋轉軸線 C:承載器 CD1:深度 CR,IR:搬運機器人 D,D1,D2:蝕刻深度 DD:深度方向 LP:裝載埠 L1,L2,L3:寬度 S1,S2,S3,S4,S5:步驟 SP:處理空間 T:厚度 T2:高度 TD:高度方向 TR:搬運路徑 TW:處理塔 W:基板
[圖1]係顯示本發明的第一實施形態的基板處理裝置的佈局之示意性的俯視圖。 [圖2]係用以說明前述基板處理裝置所具備的濕式處理單元的構成之示意圖。 [圖3]係用以說明前述基板處理裝置的電性構成之方塊圖。 [圖4]係用以說明藉由前述基板處理裝置執行的基板處理之流程圖。 [圖5]係用以說明前述基板處理中之基板的上表面的情況之示意圖。 [圖6]係用以說明蝕刻從基板的上表面露出之處理對象層時的機制的一例之示意圖。 [圖7A]係用以說明經前述基板處理裝置處理之基板的上表面的表層部之構造的一例之示意圖。 [圖7B]係用以說明圖7A所示的前述基板的上表面的表層部之由蝕刻引起的構造變化之示意圖。 [圖8A]係用以說明經前述基板處理裝置處理之基板的上表面的表層部之構造的另一例之示意圖。 [圖8B]係用以說明圖8A所示的前述基板的上表面的表層部之由蝕刻引起的構造變化之示意圖。 [圖9]係用以說明前述濕式處理單元的變形例之示意圖。 [圖10]係顯示本發明的第二實施形態的基板處理裝置的佈局之示意性的俯視圖。 [圖11]係用以說明第二實施形態的基板處理裝置所具備的濕式處理單元的構成之示意圖。 [圖12]係用以說明第二實施形態的基板處理裝置所具備的乾式處理單元的構成之示意圖。 [圖13A]係用以說明用以觀測蝕刻的時間依賴性之時間變化實驗的順序之示意圖。 [圖13B]係顯示前述時間變化實驗的結果之曲線圖。 [圖14]係顯示用以觀測蝕刻的濃度依賴性之濃度變化實驗的結果之曲線圖。 [圖15]係顯示用以觀測蝕刻液中的晶體的產生之晶體觀測實驗的結果之列表。 [圖16]係顯示用以觀測蝕刻的基板旋轉速度依賴性之旋轉速度變化實驗的結果之曲線圖。 [圖17]係顯示用以觀測蝕刻的加熱溫度依賴性之溫度變化實驗的結果之曲線圖。
6:加熱單元
8:蝕刻液噴嘴
9:清洗液噴嘴
150:液膜
151:固體層
W:基板

Claims (9)

  1. 一種基板處理方法，係處理具有主表面的基板，於前述主表面露出氧化矽層以及氮化矽層中之至少一個層作為處理對象層； 前述基板處理方法係包含： 蝕刻液供給工序，係將蝕刻液供給至前述基板的前述主表面，前述蝕刻液係含有氟化銨作為蝕刻前述處理對象層之蝕刻劑； 加熱工序，係在前述蝕刻液供給工序後，將前述基板的前述主表面上的前述蝕刻液加熱；以及 清洗液供給工序，係在前述加熱工序後，將清洗液供給至前述基板的前述主表面。
  2. 如請求項1所記載之基板處理方法，其中進一步地包含：旋轉工序，係在將前述蝕刻液供給工序中之朝向前述基板的前述主表面之蝕刻液的供給停止後且在前述加熱工序前，使前述基板繞著通過前述基板的前述主表面的中心部之中心軸線旋轉。
  3. 如請求項2所記載之基板處理方法，其中前述旋轉工序係包含以2000rpm以上至4000rpm以下的旋轉速度使前述基板旋轉之工序。
  4. 如請求項1至3中任一項所記載之基板處理方法，其中供給至前述基板的前述主表面之前述蝕刻液中的前述蝕刻劑的質量百分比濃度為0.2wt%以上至不足10wt%。
  5. 如請求項1至3中任一項所記載之基板處理方法，其中在前述加熱工序中將前述基板加熱至50℃以上至200℃以下。
  6. 如請求項1至3中任一項所記載之基板處理方法，其中前述處理對象層的蝕刻深度係與前述加熱工序開始時存在於前述基板的前述主表面上之前述蝕刻液中的前述蝕刻劑的總量成比例。
  7. 如請求項1至3中任一項所記載之基板處理方法，其中前述加熱工序係包含：反應促進工序，係藉由加熱去除固體層，藉此促進前述蝕刻劑與前述處理對象層之間的反應，前述固體層係藉由前述基板的前述主表面上的前述蝕刻液中的前述蝕刻劑與前述處理對象層之間的反應而形成於前述處理對象層上。
  8. 如請求項1至3中任一項所記載之基板處理方法，其中前述基板係進一步地具有： 絕緣層； 通道，係藉由挖掘前述絕緣層的表面而形成，且埋設有前述處理對象層；以及 包覆層，係介於前述處理對象層與前述通道的側壁之間，且包覆前述通道的側壁。
  9. 如請求項1至3中任一項所記載之基板處理方法，其中前述基板係進一步地具有： 半導體層；以及 複數個構造體，係形成於前述半導體層上，且被前述處理對象層包覆。
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