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JP7609671B2 - SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS - Google Patents
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JP7609671B2 - SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS - Google Patents

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Description

この発明は、基板を処理する基板処理方法、および、基板を処理する基板処理装置に関する。
処理の対象となる基板には、たとえば、半導体ウェハ、液晶表示装置および有機EL(Electroluminescence)表示装置等のFPD(Flat Panel Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板等が含まれる。
The present invention relates to a substrate processing method for processing a substrate, and a substrate processing apparatus for processing a substrate.
Substrates to be processed include, for example, semiconductor wafers, substrates for FPDs (Flat Panel Displays) such as liquid crystal displays and organic EL (Electroluminescence) displays, substrates for optical disks, substrates for magnetic disks, substrates for magneto-optical disks, substrates for photomasks, ceramic substrates, substrates for solar cells, and the like.

ビット密度の増大に伴い、高アスペクト比のメモリホールの形成が求められている。ドライエッチングによってアスペクト比の高いメモリホールを処理対象層に形成する場合には、メモリホールの底部側において処理対象層が充分にエッチングされず、メモリホールの形状が開口部から底部に向かって先細りのテーパ形状になるおそれがある。
そこで、下記特許文献1では、アモルファスシリコン層とスペースとが交互に配列(積層)されたグレーチング構造のマスク層を用いることで、ストレート形状の側壁を有するメモリホールを形成する技術を提案している。
With the increase in bit density, there is a demand for forming memory holes with a high aspect ratio. When forming a memory hole with a high aspect ratio in a processing target layer by dry etching, the processing target layer may not be sufficiently etched at the bottom side of the memory hole, and the shape of the memory hole may become tapered from the opening to the bottom.
Therefore, Patent Document 1 listed below proposes a technique for forming a memory hole having a straight sidewall by using a mask layer having a grating structure in which amorphous silicon layers and spaces are alternately arranged (stacked).

特開2020-155612号公報JP 2020-155612 A

特許文献1に開示されている技術では、均一性の高い幅を有するメモリホールを、ドライエッチングによって形成する。一方で、メモリホール等の凹部の幅をより均一にするために、既に凹部が形成されている基板をさらにエッチングして、凹部の幅の均一性を向上させる技術が求められている。
そこで、この発明の1つの目的は、基板の主面に設けられる凹部の深さ方向において凹部の幅の均一性を向上させることができる基板処理方法、および、基板処理装置を提供することである。
In the technology disclosed in Patent Document 1, memory holes having a highly uniform width are formed by dry etching. However, in order to make the width of recesses such as memory holes more uniform, there is a demand for a technology for further etching a substrate in which recesses are already formed, thereby improving the uniformity of the width of the recesses.
Therefore, one object of the present invention is to provide a substrate processing method and a substrate processing apparatus that can improve the uniformity of the width of a recess in the depth direction of the recess provided in the main surface of a substrate.

この発明の一実施形態は、第1主面および前記第1主面とは反対側の第2主面を有する基板を処理する基板処理方法を提供する。前記基板処理方法は、エッチング成分およびゲル化剤を含有するエッチング処理液を前記第1主面に供給するエッチング処理液供給工程と、前記エッチング処理液供給工程の後、前記ゲル化剤の凝固点以下の温度に前記第2主面を冷却する冷却工程と、前記第2主面に対する冷却を継続しつつ、前記ゲル化剤の融点以上の温度を有するリンス液を前記第1主面に供給するリンス液供給工程と、前記リンス液供給工程の後に、前記第2主面に対する冷却を停止する冷却停止工程とを含む。 One embodiment of the present invention provides a substrate processing method for processing a substrate having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface. The substrate processing method includes an etching processing liquid supplying step of supplying an etching processing liquid containing an etching component and a gelling agent to the first main surface, a cooling step of cooling the second main surface to a temperature below the freezing point of the gelling agent after the etching processing liquid supplying step, a rinsing liquid supplying step of supplying a rinsing liquid having a temperature above the melting point of the gelling agent to the first main surface while continuing to cool the second main surface, and a cooling stopping step of stopping the cooling of the second main surface after the rinsing liquid supplying step.

この基板処理方法によれば、エッチング処理液が基板の第1主面に供給される。第1主面に凹部が形成されている基板を用いれば、第1主面に供給されたエッチング処理液は凹部に進入する。エッチング処理液が基板の第1主面に供給された後、ゲル化剤の凝固点以下の温度に第2主面が冷却される。そのため、ゲル化剤の凝固点以下である温度に基板の温度が到達し、第1主面上のエッチング処理液がゲルに変化する。したがって、凹部内にもゲルが形成される。 According to this substrate processing method, an etching treatment liquid is supplied to a first main surface of a substrate. When a substrate having a recess formed on its first main surface is used, the etching treatment liquid supplied to the first main surface enters the recess. After the etching treatment liquid is supplied to the first main surface of the substrate, the second main surface is cooled to a temperature below the freezing point of the gelling agent. As a result, the temperature of the substrate reaches a temperature below the freezing point of the gelling agent, and the etching treatment liquid on the first main surface turns into a gel. Therefore, a gel is also formed in the recess.

その後、ゲル化剤の融点以上の温度を有するリンス液が第1主面に供給される。そのため、ゲルにおいて凹部の開口部に位置する開口側部分がエッチング処理液に変化し、開口側部分のゾル化によって形成されたエッチング処理液が、リンス液によって置換されて凹部から除去される。
凹部内で形成されたゲルのうち開口側部分よりも底部側の底側部分は、開口側部分よりも第2主面に近いため、第2主面の冷却の影響を受けやすい。そのため、第1主面へのリンス液の供給中に第2主面に対する冷却を継続することで、ゲル化剤の融点以上の温度を有するリンス液を基板Wの上面に供給しているにもかかわらず、底側部分を、ゲルの状態に維持することができる。
Then, a rinse liquid having a temperature equal to or higher than the melting point of the gelling agent is supplied to the first main surface, so that the opening side portion of the gel located at the opening of the recess is transformed into an etching treatment liquid, and the etching treatment liquid formed by the solation of the opening side portion is replaced by the rinse liquid and removed from the recess.
The bottom portion of the gel formed in the recess, which is closer to the bottom than the opening portion, is closer to the second main surface than the opening portion and is therefore more susceptible to the cooling of the second main surface. Therefore, by continuing to cool the second main surface while supplying the rinsing liquid to the first main surface, the bottom portion can be maintained in a gel state, even though the rinsing liquid having a temperature equal to or higher than the melting point of the gelling agent is supplied to the upper surface of the substrate W.

第1主面に対するリンス液の供給が停止された後、第2主面に対する冷却が停止される。これにより、凹部に残存するゲルの温度が上昇し、凹部に残留するゲルがエッチング処理液に変化する。エッチング処理液に接触するリンス液中にエッチング成分が拡散する。これにより、凹部の底部から開口部に向かってエッチング成分の濃度が薄くなるように、凹部内にエッチング成分の濃度勾配が生じる。そのため、凹部の開口部から底部に向かってエッチングの速度勾配が生じる。これにより、凹部がストレート形状に近づくように、底部側における凹部の幅が広がる。その結果、基板の第1主面に設けられる凹部の深さ方向において凹部の幅の均一性を向上させることができる。 After the supply of the rinsing liquid to the first main surface is stopped, the cooling to the second main surface is stopped. This causes the temperature of the gel remaining in the recess to rise, and the gel remaining in the recess is transformed into an etching liquid. The etching components diffuse into the rinsing liquid that comes into contact with the etching liquid. This creates a concentration gradient of the etching components in the recess such that the concentration of the etching components decreases from the bottom of the recess toward the opening. Therefore, an etching rate gradient occurs from the opening of the recess toward the bottom. This causes the width of the recess on the bottom side to increase so that the recess approaches a straight shape. As a result, the uniformity of the width of the recess in the depth direction of the recess provided on the first main surface of the substrate can be improved.

この発明の一実施形態では、前記冷却停止工程が、前記融点以上の温度に前記第2主面を加熱する加熱工程を含む。
そのため、第1主面に対するリンス液の供給が停止した後に、凹部に残存するゲルの温度を速やかに上昇させて凹部に残留するゲルをエッチング処理液に変化させることができる。したがって、基板のエッチングを速やかに開始することができる。
In one embodiment of the present invention, the cooling stopping step includes a heating step of heating the second main surface to a temperature equal to or higher than the melting point.
Therefore, after the supply of the rinsing liquid to the first main surface is stopped, the temperature of the gel remaining in the recesses can be quickly increased to convert the gel remaining in the recesses into an etching treatment liquid, thereby allowing etching of the substrate to begin quickly.

この発明の一実施形態では、前記加熱工程が、前記第2主面に対して、前記融点以上の温度を有する加熱流体を供給することによって前記第2主面側から前記基板を加熱する工程を含む。
この方法によれば、加熱流体の供給という簡易な手法で基板を第2主面側から加熱する、すなわち第2主面を加熱することができる。
In one embodiment of the present invention, the heating step includes a step of heating the substrate from the second main surface side by supplying a heating fluid having a temperature equal to or higher than the melting point to the second main surface.
According to this method, the substrate can be heated from the second main surface side, that is, the second main surface can be heated, by the simple technique of supplying a heating fluid.

この発明の一実施形態では、前記加熱工程が、前記第2主面に下方から対向し前記融点以上の温度を有するホットプレートによって、前記第2主面側から前記基板を加熱する工程を含む。
この方法によれば、ホットプレートによって第2主面側から基板を加熱することによって、第2主面をその全域に亘って高い均一性で加熱することができる。
In one embodiment of the present invention, the heating step includes a step of heating the substrate from the second main surface side by a hot plate facing the second main surface from below and having a temperature equal to or higher than the melting point.
According to this method, by heating the substrate from the second main surface side with a hot plate, the second main surface can be heated with high uniformity over its entire area.

この発明の一実施形態では、前記冷却工程が、前記第2主面に対して、前記凝固点以下の温度を有する冷却流体を供給することによって前記第2主面側から前記基板を冷却する工程を含む。
この方法によれば、冷却流体の供給という簡易な手法で基板を第2主面側から冷却する、すなわち第2主面を冷却することができる。
In one embodiment of the present invention, the cooling step includes a step of cooling the substrate from the second main surface side by supplying a cooling fluid having a temperature equal to or lower than the freezing point to the second main surface.
According to this method, the substrate can be cooled from the second main surface side, that is, the second main surface can be cooled, by the simple technique of supplying a cooling fluid.

この発明の一実施形態では、前記冷却工程が、前記第2主面に下方から対向し前記凝固点以下の温度を有するクーリングプレートによって、前記第2主面側から前記基板を冷却する工程を含む。
この方法によれば、クーリングプレートによって第2主面側から基板を冷却することによって、第2主面をその全域に亘って高い均一性で冷却することができる。
In one embodiment of the present invention, the cooling step includes a step of cooling the substrate from the second main surface side by a cooling plate facing the second main surface from below and having a temperature equal to or lower than the freezing point.
According to this method, by cooling the substrate from the second main surface side by the cooling plate, the second main surface can be cooled with high uniformity over its entire area.

この発明の一実施形態では、前記凹部の深さが0.5μm以上1.5μm以下であり、前記凹部のアスペクト比が20以上100以下である。このような寸法を有する凹部は、開口部から底部に向かって先細りのテーパ形状を有する場合がある。そのため、このような寸法を有する凹部が形成されている第1主面を有する基板を用いて、上述の基板処理を実行すれば、基板の第1主面に設けられる凹部の深さ方向において凹部の幅の均一性を向上させることができる。 In one embodiment of the present invention, the depth of the recess is 0.5 μm or more and 1.5 μm or less, and the aspect ratio of the recess is 20 or more and 100 or less. A recess having such dimensions may have a tapered shape that narrows from the opening toward the bottom. Therefore, by performing the above-mentioned substrate processing using a substrate having a first main surface on which a recess having such dimensions is formed, it is possible to improve the uniformity of the width of the recess in the depth direction of the recess provided in the first main surface of the substrate.

この発明の一実施形態では、前記基板処理方法が、前記冷却停止工程の後に、前記リンス液の供給を再開する供給再開工程をさらに含む。
この方法によれば、冷却停止工程の後に、基板の第1主面へのリンス液の供給が再開される。詳しくは、基板に対する冷却が停止されて、凹部に残存するゲルの温度が上昇し、凹部に残留するゲルがエッチング処理液に変化した後に、基板の第1主面へのリンス液の供給が再開される。そのため、エッチング処理液中のエッチング成分が凹部内で拡散した状態でエッチング成分によるエッチングが進行し、底部側における凹部の幅が適切に広げられた後に、凹部のエッチング処理液をリンス液によって凹部から除去できる。その結果、基板の第1主面に設けられる凹部の深さ方向において凹部の幅の均一性を向上させることができる。
In a preferred embodiment of the present invention, the substrate processing method further includes a supply resumption step of resuming supply of the rinsing liquid after the cooling stopping step.
According to this method, after the cooling stopping step, the supply of the rinse liquid to the first main surface of the substrate is resumed. More specifically, after the cooling of the substrate is stopped, the temperature of the gel remaining in the recess is increased, and the gel remaining in the recess is changed into an etching treatment liquid, the supply of the rinse liquid to the first main surface of the substrate is resumed. Therefore, etching by the etching components in the etching treatment liquid proceeds in a state in which the etching components in the etching treatment liquid are diffused in the recess, and after the width of the recess on the bottom side is appropriately widened, the etching treatment liquid in the recess can be removed from the recess by the rinse liquid. As a result, the uniformity of the width of the recess in the depth direction of the recess provided on the first main surface of the substrate can be improved.

この発明の一実施形態では、前記基板処理方法が、前記供給再開工程において前記基板に前記リンス液が供給されている間、前記第2主面側から前記基板を加熱する補助加熱工程をさらに含む。
この方法によれば、第1主面にリンス液を供給して凹部内のエッチング処理液を除去する際に、第2主面側から基板が加熱される。そのため、リンス液の供給中に凹部内のエッチング処理液が温度低下することを抑制できる。したがって、凹部内でエッチング処理液がゲルに変化して凹部内にエッチング成分が残留することを抑制できる。
In a preferred embodiment of the present invention, the substrate processing method further includes an auxiliary heating step of heating the substrate from the second main surface side while the rinsing liquid is being supplied to the substrate in the supply resuming step.
According to this method, when the rinsing liquid is supplied to the first main surface to remove the etching liquid in the recesses, the substrate is heated from the second main surface side. Therefore, it is possible to prevent the temperature of the etching liquid in the recesses from decreasing during the supply of the rinsing liquid. Therefore, it is possible to prevent the etching liquid from turning into a gel in the recesses and the etching components from remaining in the recesses.

この発明の一実施形態では、前記基板処理方法が、前記エッチング処理液供給工程の前に、前記基板の前記第1主面に対してドライエッチング処理を実行するドライエッチング工程をさらに含む。そのため、第1主面に凹部が形成されていない基板を用いる場合であっても、第1主面に凹部を形成することができる。
この発明の他の実施形態は、第1主面および前記第1主面とは反対側の第2主面を有する基板を処理する基板処理装置を提供する。前記基板処理装置は、前記第1主面に、エッチング成分およびゲル化剤を含有するエッチング処理液を供給するエッチング処理液供給部材と、前記ゲル化剤の凝固点以下の温度に前記第2主面を冷却する冷却部材と、前記第1主面に前記ゲル化剤の融点以上の温度を有するリンス液を供給するリンス液供給部材とを含む。
In one embodiment of the present invention, the substrate processing method further includes a dry etching step of performing a dry etching process on the first main surface of the substrate before the etching solution supply step, so that even when a substrate having no recesses formed on its first main surface is used, the recesses can be formed on the first main surface.
Another embodiment of the present invention provides a substrate processing apparatus for processing a substrate having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface, the substrate processing apparatus including an etching processing liquid supplying member for supplying an etching processing liquid containing an etching component and a gelling agent to the first main surface, a cooling member for cooling the second main surface to a temperature equal to or lower than the freezing point of the gelling agent, and a rinsing liquid supplying member for supplying a rinsing liquid having a temperature equal to or higher than the melting point of the gelling agent to the first main surface.

この基板処理装置によれば、エッチング処理液供給部材からエッチング処理液が基板の第1主面に供給される。第1主面に凹部が形成されている基板を用いれば、第1主面に供給されたエッチング処理液は凹部に進入する。第1主面上にエッチング処理液が付着している状態の基板の第2主面をゲル化剤の凝固点以下の温度に冷却すれば、ゲル化剤の凝固点以下の温度に基板の温度が到達し、第1主面上のエッチング処理液がゲルに変化する。したがって、凹部内にもゲルが形成される。 According to this substrate processing apparatus, an etching treatment liquid is supplied to the first main surface of the substrate from an etching treatment liquid supply member. When a substrate having a recess formed on its first main surface is used, the etching treatment liquid supplied to the first main surface enters the recess. When the second main surface of the substrate with the etching treatment liquid adhering to its first main surface is cooled to a temperature below the freezing point of the gelling agent, the temperature of the substrate reaches a temperature below the freezing point of the gelling agent, and the etching treatment liquid on the first main surface turns into a gel. Thus, a gel is also formed in the recess.

その後、基板に対する冷却を継続しながら、リンス液供給部材からゲル化剤の融点以上の温度を有するリンス液を第1主面に供給すれば、ゲルにおいて凹部の開口部に位置する開口側部分がエッチング処理液に変化する。そのため、開口側部分のゾル化によって形成されたエッチング処理液が、リンス液によって凹部から除去できる。
凹部で形成されたゲルのうち開口側部分よりも底部側の底側部分は、開口側部分よりも第2主面に近いため、第2主面の冷却の影響を受けやすい。そのため、第1主面へのリンス液の供給中に第2主面に対する冷却を継続することで、ゲル化剤の融点以上の温度を有するリンス液を基板Wの上面に供給しているにもかかわらず、底側部分を、ゲルの状態に維持することができる。
Then, while continuing to cool the substrate, a rinse liquid having a temperature equal to or higher than the melting point of the gelling agent is supplied from the rinse liquid supply member to the first main surface, whereby the opening side portion of the gel located at the opening of the recess is transformed into an etching treatment liquid, and therefore the etching treatment liquid formed by the solation of the opening side portion can be removed from the recess by the rinse liquid.
The bottom side portion of the gel formed in the recess, which is closer to the bottom than the opening side portion, is closer to the second main surface than the opening side portion and is therefore more susceptible to the cooling of the second main surface. Therefore, by continuing to cool the second main surface while supplying the rinsing liquid to the first main surface, the bottom side portion can be maintained in a gel state even though the rinsing liquid having a temperature equal to or higher than the melting point of the gelling agent is supplied to the upper surface of the substrate W.

第1主面に対するリンス液の供給が停止された後、第2主面に対する冷却が停止されれば、凹部に残存するゲルの温度が上昇し、凹部に残留するゲルがエッチング処理液に変化する。エッチング処理液に接触するリンス液中にエッチング成分が拡散する。これにより、凹部の底部から開口部に向かってエッチング成分の濃度が薄くなるように、凹部にエッチング成分の濃度勾配が生じる。そのため、凹部の開口部から底部に向かってエッチングの速度勾配が生じる。これにより、凹部がストレート形状に近づくように、底部側における凹部の幅が広がる。その結果、基板の第1主面に設けられる凹部の深さ方向において凹部の幅の均一性を向上させることができる。 When the supply of the rinsing liquid to the first main surface is stopped and the cooling to the second main surface is stopped, the temperature of the gel remaining in the recess rises and the gel remaining in the recess changes to an etching treatment liquid. The etching components diffuse into the rinsing liquid that comes into contact with the etching treatment liquid. This creates a concentration gradient of the etching components in the recess such that the concentration of the etching components decreases from the bottom of the recess toward the opening. Therefore, an etching rate gradient occurs from the opening of the recess toward the bottom. This causes the width of the recess on the bottom side to increase so that the recess approaches a straight shape. As a result, the uniformity of the width of the recess in the depth direction of the recess provided on the first main surface of the substrate can be improved.

この発明の他の実施形態では、前記基板処理装置が、前記融点以上の温度に前記第2主面を加熱する加熱部材をさらに含む。そのため、第1主面に対するリンス液の供給が停止した後に、ゲル化剤の融点以上の温度に第2主面を加熱すれば、凹部に残存するゲルの温度を速やかに上昇させて凹部に残留するゲルをエッチング処理液に変化させることができる。したがって、基板のエッチングを速やかに開始することができる。 In another embodiment of the present invention, the substrate processing apparatus further includes a heating member that heats the second main surface to a temperature equal to or higher than the melting point. Therefore, by heating the second main surface to a temperature equal to or higher than the melting point of the gelling agent after the supply of the rinsing liquid to the first main surface has stopped, the temperature of the gel remaining in the recess can be quickly increased, and the gel remaining in the recess can be converted into an etching processing liquid. Therefore, etching of the substrate can be started promptly.

この発明の他の実施形態では、前記凹部の深さが0.5μm以上1.5μm以下であり、前記凹部のアスペクト比が20以上100以下である。このような寸法を有する凹部は、開口部側から底部側に向かって先細りのテーパ形状を有する場合がある。そのため、このような寸法を有する凹部が形成されている第1主面を有する基板を用いて、上述の基板処理を実行すれば、基板の第1主面に設けられる凹部の深さ方向において凹部の幅の均一性を向上させることができる。 In another embodiment of the present invention, the depth of the recess is 0.5 μm or more and 1.5 μm or less, and the aspect ratio of the recess is 20 or more and 100 or less. A recess having such dimensions may have a tapered shape tapering from the opening side toward the bottom side. Therefore, by performing the above-mentioned substrate processing using a substrate having a first main surface on which a recess having such dimensions is formed, the uniformity of the width of the recess in the depth direction of the recess provided on the first main surface of the substrate can be improved.

この発明の他の実施形態では、前記基板処理装置が、前記基板の前記第1主面に対してドライエッチング処理を実行するドライ処理ユニットをさらに含む。そのため、第1主面に凹部が形成されていない基板を用いる場合であっても、第1主面に凹部を形成することができる。 In another embodiment of the present invention, the substrate processing apparatus further includes a dry processing unit that performs a dry etching process on the first main surface of the substrate. Therefore, even when a substrate is used that does not have a recess formed on its first main surface, a recess can be formed on the first main surface.

図1は、処理対象となる基板の構造を説明するための模式的な断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining the structure of a substrate to be processed. 図2Aは、この発明の第1実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための平面図である。FIG. 2A is a plan view for explaining the configuration of the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention. 図2Bは、前記基板処理装置の構成を説明するための立面図である。FIG. 2B is an elevational view for explaining the configuration of the substrate processing apparatus. 図3は、前記基板処理装置に備えられるウェット処理ユニットの構成例を説明するための断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining an example of the configuration of a wet processing unit provided in the substrate processing apparatus. 図4は、前記基板処理装置の制御に関する構成例を説明するためのブロック図である。FIG. 4 is a block diagram for explaining an example of a configuration relating to control of the substrate processing apparatus. 図5は、前記基板処理装置によって実行される基板処理の一例を説明するためのフローチャートである。FIG. 5 is a flow chart for explaining an example of a substrate processing performed by the substrate processing apparatus. 図6は、前記基板処理において基板に供給される流体に関するタイムチャートである。FIG. 6 is a time chart relating to fluids supplied to a substrate during the substrate processing. 図7Aは、前記基板処理が行われているときの基板の様子を説明するための模式図である。FIG. 7A is a schematic diagram for explaining the state of the substrate during the substrate processing. 図7Bは、前記基板処理が行われているときの基板の様子を説明するための模式図である。FIG. 7B is a schematic diagram for explaining the state of the substrate during the substrate processing. 図7Cは、前記基板処理が行われているときの基板の様子を説明するための模式図である。FIG. 7C is a schematic diagram for explaining the state of the substrate during the substrate processing. 図7Dは、前記基板処理が行われているときの基板の様子を説明するための模式図である。FIG. 7D is a schematic diagram for explaining the state of the substrate during the substrate processing. 図7Eは、前記基板処理が行われているときの基板の様子を説明するための模式図である。FIG. 7E is a schematic diagram for explaining the state of the substrate during the substrate processing. 図8は、前記基板処理中の基板の上面付近の様子を説明するための模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the state near the upper surface of the substrate during the substrate processing. 図9Aは、基板に対するエッチング処理液の供給方法の第1例について説明するための模式図である。FIG. 9A is a schematic diagram for explaining a first example of a method for supplying an etching treatment liquid to a substrate. 図9Bは、基板に対するエッチング処理液の供給方法の第2例について説明するための模式図である。FIG. 9B is a schematic diagram for explaining a second example of the method for supplying the etching liquid to the substrate. 図9Cは、基板に対するエッチング処理液の供給方法の第3例について説明するための模式図である。FIG. 9C is a schematic diagram for explaining a third example of the method for supplying the etching liquid to the substrate. 図10は、前記基板処理の第1変形例を説明するためのタイムチャートである。FIG. 10 is a time chart for explaining the first modified example of the substrate processing. 図11は、前記基板処理の第2変形例を説明するためのタイムチャートである。FIG. 11 is a time chart for explaining the second modified example of the substrate processing. 図12は、この発明の第2実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための平面図である。FIG. 12 is a plan view for illustrating the configuration of a substrate processing apparatus according to a second embodiment of the present invention. 図13は、前記基板処理装置によって実行される基板処理の一例を説明するためのフローチャートである。FIG. 13 is a flow chart for explaining an example of a substrate processing performed by the substrate processing apparatus. 図14Aは、第2実施形態に係る基板処理においてドライエッチング処理が行われる前の基板の上面付近の様子を説明するための模式的な断面図である。FIG. 14A is a schematic cross-sectional view for explaining a state near the upper surface of a substrate before a dry etching process is performed in substrate processing according to the second embodiment. 図14Bは、前記ドライエッチング処理が行われた後の基板の上面付近の様子を説明するための模式的な断面図である。FIG. 14B is a schematic cross-sectional view for explaining the state of the vicinity of the upper surface of the substrate after the dry etching process. 図15Aは、冷却部材の変形例について説明するための模式図である。FIG. 15A is a schematic diagram for explaining a modified example of the cooling member. 図15Bは、加熱部材の変形例について説明するための模式図である。FIG. 15B is a schematic diagram for explaining a modified example of the heating member.

以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。
<処理対象となる基板の表層部の構造>
図1は、処理対象となる基板Wの構造を説明するための模式的な断面図である。
基板Wは、一対の主面を有する。基板Wは、一対の主面を有する半導体層100と、半導体層100の少なくとも一方の主面上に形成された絶縁層101と、絶縁層101上に形成された積層体102と、積層体102上に形成されたマスク層103とを含む。積層体102は、複数層の絶縁層104、および、複数層の犠牲層105を有する。積層体102において、絶縁層104および犠牲層105は、交互に配置されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
<Structure of the surface layer of the substrate to be processed>
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining the structure of a substrate W to be processed.
The substrate W has a pair of main surfaces. The substrate W includes a semiconductor layer 100 having the pair of main surfaces, an insulating layer 101 formed on at least one of the main surfaces of the semiconductor layer 100, a stack 102 formed on the insulating layer 101, and a mask layer 103 formed on the stack 102. The stack 102 includes a plurality of insulating layers 104 and a plurality of sacrificial layers 105. In the stack 102, the insulating layers 104 and the sacrificial layers 105 are alternately arranged.

半導体層100は、たとえば、Si単結晶からなる。絶縁層101は、たとえば、シリコン酸化膜(SiO膜)である。積層体102を構成する絶縁層104および犠牲層105は、互いに異なる種類の材質であり、たとえば、絶縁層104は、シリコン酸化膜であり、犠牲層105は、シリコン窒化膜(SiN)である。犠牲層105は、後述する基板処理(図5を参照)よりも後の工程でシリコン層等の電極層(図示せず)に置換される。マスク層103は、たとえば、アモルファスカーボンからなる。 The semiconductor layer 100 is made of, for example, single crystal Si. The insulating layer 101 is, for example, a silicon oxide film ( SiO2 film). The insulating layer 104 and the sacrificial layer 105 constituting the laminate 102 are made of different materials, for example, the insulating layer 104 is a silicon oxide film and the sacrificial layer 105 is a silicon nitride film (SiN). The sacrificial layer 105 is replaced with an electrode layer (not shown) such as a silicon layer in a process subsequent to the substrate processing (see FIG. 5) described later. The mask layer 103 is made of, for example, amorphous carbon.

積層体102の表面においてマスク層103が形成されていない領域には、凹部110が形成されている。凹部110は、基板Wの一対の主面のうちの少なくとも一方に形成されている。凹部110が形成されている主面を第1主面といい、第1主面とは反対側の主面を第2主面という。基板Wの一対の主面の両方に凹部110が形成されている場合には、いずれかの主面が第1主面であり、第1主面とは反対側の主面を第2主面である。凹部110は、開口部111および底部112を有しており、凹部110の深さ方向DDは、積層体102の積層方向と一致している。 A recess 110 is formed in the area on the surface of the laminate 102 where the mask layer 103 is not formed. The recess 110 is formed in at least one of the pair of main surfaces of the substrate W. The main surface on which the recess 110 is formed is called the first main surface, and the main surface opposite the first main surface is called the second main surface. When the recess 110 is formed in both of the pair of main surfaces of the substrate W, one of the main surfaces is the first main surface, and the main surface opposite the first main surface is the second main surface. The recess 110 has an opening 111 and a bottom 112, and the depth direction DD of the recess 110 coincides with the stacking direction of the laminate 102.

凹部110の深さDは、たとえば、0.5μm以上1.5μm以下である。凹部110のアスペクト比は、たとえば、20以上100以下である。凹部110は、開口部111から底部112に向かって先細りのテーパ形状を有する。凹部110の幅Lは、開口部111から底部112に向かって小さくなっている。なお、凹部110は、この寸法関係でない場合であっても、開口部111から底部112に向かって先細りのテーパ形状を有する場合がある。 The depth D of the recess 110 is, for example, 0.5 μm or more and 1.5 μm or less. The aspect ratio of the recess 110 is, for example, 20 or more and 100 or less. The recess 110 has a tapered shape that tapers from the opening 111 toward the bottom 112. The width L of the recess 110 decreases from the opening 111 toward the bottom 112. Note that the recess 110 may have a tapered shape that tapers from the opening 111 toward the bottom 112 even if this dimensional relationship is not met.

積層体102は、開口部111から底部112に向かうにしたがって互いに近づくように深さ方向DDに対して傾斜した一対の側壁106と、一対の側壁106を接続する底壁107とを有する。各側壁106は、凹部110の開口部111を区画する開口側壁部108と、凹部110の開口部111よりも底部112側を区画する底側壁部109とを含む。 The laminate 102 has a pair of side walls 106 that are inclined in the depth direction DD so as to approach each other from the opening 111 toward the bottom 112, and a bottom wall 107 that connects the pair of side walls 106. Each side wall 106 includes an opening side wall portion 108 that defines the opening 111 of the recess 110, and a bottom side wall portion 109 that defines the bottom 112 side of the opening 111 of the recess 110.

<第1実施形態に係る基板処理装置の構成>
図2Aは、この発明の第1実施形態に係る基板処理装置1の構成を説明するための平面図である。図2Bは、基板処理装置1の構成を説明するための立面図である。
基板処理装置1は、基板Wを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。この実施形態では、基板Wは、円板状を有する。この実施形態では、基板Wは、凹部110(図1を参照)が形成されている第1主面を上方に向けた姿勢で処理される。
<Configuration of the Substrate Processing Apparatus According to the First Embodiment>
Fig. 2A is a plan view for explaining the configuration of the substrate processing apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention, and Fig. 2B is an elevational view for explaining the configuration of the substrate processing apparatus 1.
The substrate processing apparatus 1 is a single-wafer processing apparatus that processes a single substrate W. In this embodiment, the substrate W has a disk shape. In this embodiment, the substrate W is processed in an orientation in which a first main surface on which a recess 110 (see FIG. 1 ) is formed faces upward.

基板処理装置1は、基板Wを処理する複数の処理ユニット2と、処理ユニット2で処理される複数枚の基板Wを収容するキャリアCが載置されるロードポートLPと、ロードポートLPと処理ユニット2との間で基板Wを搬送する搬送ロボットIRおよびCRと、基板処理装置1を制御するコントローラ3とを備える。
搬送ロボットIRは、キャリアCと搬送ロボットCRとの間で基板Wを搬送する。搬送ロボットCRは、搬送ロボットIRと処理ユニット2との間で基板Wを搬送する。
The substrate processing apparatus 1 includes a plurality of processing units 2 for processing substrates W, a load port LP on which a carrier C is placed which contains a plurality of substrates W to be processed in the processing units 2, transport robots IR and CR which transport the substrates W between the load port LP and the processing units 2, and a controller 3 which controls the substrate processing apparatus 1.
The transport robot IR transports the substrate W between the carrier C and the transport robot CR. The transport robot CR transports the substrate W between the transport robot IR and the processing unit 2.

各搬送ロボットIR,CRは、たとえば、いずれも、一対の多関節アームARと、上下に互いに離間するように一対の多関節アームARの先端にそれぞれ設けられた一対のハンドH(図2Bを参照)とを含む多関節アームロボットである。
複数の処理ユニット2は、水平に離れた4つの位置にそれぞれ配置された4つの処理タワーTWを形成している。各処理タワーTWは、上下方向に積層された複数(たとえば、3つ)の処理ユニット2を含む。4つの処理タワーTWは、ロードポートLPから搬送ロボットIR,CRに向かって延びる搬送経路TRの両側に2つずつ配置されている。
Each of the transport robots IR, CR is, for example, a multi-joint arm robot including a pair of multi-joint arms AR and a pair of hands H (see Figure 2B) respectively provided at the tips of the pair of multi-joint arms AR so as to be spaced apart from each other above and below.
The processing units 2 form four processing towers TW arranged at four horizontally spaced positions. Each processing tower TW includes multiple (e.g., three) processing units 2 stacked vertically. The four processing towers TW are arranged two on each side of a transport path TR extending from a load port LP toward the transport robots IR and CR.

第1実施形態では、処理ユニット2は、液体で基板Wを処理するウェット処理ユニット2Wである。各ウェット処理ユニット2Wは、チャンバ4と、チャンバ4内に配置された処理カップ7とを備えており、処理カップ7内で基板Wに対する処理を実行する。
チャンバ4には、搬送ロボットCRによって、基板Wを搬入したり基板Wを搬出したりするための出入口(図示せず)が形成されている。チャンバ4には、この出入口を開閉するシャッタユニット(図示せず)が備えられている。
In the first embodiment, the processing units 2 are wet processing units 2W that process the substrate W with a liquid. Each wet processing unit 2W includes a chamber 4 and a processing cup 7 arranged in the chamber 4, and performs processing on the substrate W in the processing cup 7.
The chamber 4 is formed with an entrance (not shown) through which the transport robot CR loads and unloads the substrate W. The chamber 4 is provided with a shutter unit (not shown) that opens and closes the entrance.

図3は、ウェット処理ユニット2Wの構成例を説明するための模式的な断面図である。
ウェット処理ユニット2Wは、基板Wを所定の保持位置に基板Wを保持しながら、回転軸線A1(鉛直軸線)まわりに基板Wを回転させるスピンチャック5をさらに備える。回転軸線A1は、基板Wの中心部を通り、基板Wの各主面に対して直交する。すなわち、回転軸線A1は、鉛直に延びる。保持位置は、図3に示す基板Wの位置であり、基板Wが水平な姿勢で保持される位置である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining an example of the configuration of the wet processing unit 2W.
The wet processing unit 2W further includes a spin chuck 5 that rotates the substrate W about a rotation axis A1 (vertical axis) while holding the substrate W at a predetermined holding position. The rotation axis A1 passes through the center of the substrate W and is perpendicular to each main surface of the substrate W. That is, the rotation axis A1 extends vertically. The holding position is the position of the substrate W shown in FIG. 3, where the substrate W is held in a horizontal position.

スピンチャック5は、水平方向に沿う円板形状を有するスピンベース21と、スピンベース21の上方で基板Wを把持し保持位置に基板Wを保持する複数のチャックピン20と、スピンベース21に上端が連結され鉛直方向に延びる回転軸22と、回転軸22をその中心軸線(回転軸線A1)まわりに回転させる回転駆動機構23とを含む。スピンチャック5は、基板Wを保持位置に保持しながら回転軸線A1まわりに基板Wを回転させる基板保持部材の一例である。 The spin chuck 5 includes a spin base 21 having a horizontally extending disk shape, a plurality of chuck pins 20 that grip the substrate W above the spin base 21 and hold the substrate W in a holding position, a rotation shaft 22 that extends vertically and has its upper end connected to the spin base 21, and a rotation drive mechanism 23 that rotates the rotation shaft 22 around its central axis (rotation axis A1). The spin chuck 5 is an example of a substrate holding member that rotates the substrate W around the rotation axis A1 while holding the substrate W in a holding position.

複数のチャックピン20は、スピンベース21の周方向に間隔を空けてスピンベース21の上面に配置されている。回転駆動機構23は、たとえば、電動モータ等のアクチュエータである。回転駆動機構23は、回転軸22を回転させることでスピンベース21および複数のチャックピン20が回転軸線A1まわりに回転する。これにより、スピンベース21および複数のチャックピン20とともに、基板Wが回転軸線A1まわりに回転される。 The multiple chuck pins 20 are arranged on the upper surface of the spin base 21 at intervals in the circumferential direction of the spin base 21. The rotation drive mechanism 23 is, for example, an actuator such as an electric motor. The rotation drive mechanism 23 rotates the rotation shaft 22, thereby rotating the spin base 21 and the multiple chuck pins 20 around the rotation axis A1. As a result, the substrate W is rotated around the rotation axis A1 together with the spin base 21 and the multiple chuck pins 20.

複数のチャックピン20は、基板Wの周縁部に接触して基板Wを把持する閉位置と、基板Wの周縁部から退避した開位置との間で移動可能である。複数のチャックピン20は、開閉機構(図示せず)によって移動される。複数のチャックピン20は、閉位置に位置するとき、基板Wの周縁部を把持して基板Wを水平に保持する。開閉機構は、たとえば、リンク機構と、リンク機構に駆動力を付与するアクチュエータとを含む。 The multiple chuck pins 20 are movable between a closed position in which they contact the peripheral edge of the substrate W to grip the substrate W, and an open position in which they are retracted from the peripheral edge of the substrate W. The multiple chuck pins 20 are moved by an opening/closing mechanism (not shown). When positioned in the closed position, the multiple chuck pins 20 grip the peripheral edge of the substrate W to hold the substrate W horizontally. The opening/closing mechanism includes, for example, a link mechanism and an actuator that applies a driving force to the link mechanism.

処理カップ7は、スピンチャック5に保持されている基板Wから飛散する液体を受ける。処理カップ7は、スピンチャック5に保持された基板Wから外方に飛散する液体を受け止める複数(図3の例では2つ)のガード30と、複数のガード30によって下方に案内された液体をそれぞれ受け止める複数(図3の例では2つ)のカップ31と、複数のガード30および複数のカップ31を取り囲む円筒状の外壁部材32とを含む。複数のガード30は、ガード昇降駆動機構(図示せず)によって個別に昇降される。ガード昇降駆動機構は、たとえば、各ガード30を昇降駆動する電動モータまたはエアシリンダ等のアクチュエータを含む。 The processing cup 7 receives liquid splashed from the substrate W held on the spin chuck 5. The processing cup 7 includes a plurality of guards 30 (two in the example of FIG. 3) that receive liquid splashed outward from the substrate W held on the spin chuck 5, a plurality of cups 31 (two in the example of FIG. 3) that receive liquid guided downward by the guards 30, and a cylindrical outer wall member 32 that surrounds the guards 30 and cups 31. The guards 30 are individually raised and lowered by a guard lifting drive mechanism (not shown). The guard lifting drive mechanism includes, for example, an actuator such as an electric motor or an air cylinder that drives each guard 30 to raise and lower.

ウェット処理ユニット2Wは、スピンチャック5に保持された基板Wの上面(上側の主面)にエッチング処理液を供給するエッチング処理液ノズル10と、スピンチャック5に保持された基板Wの上面にリンス液を供給するリンス液ノズル11とをさらに備える。
エッチング処理液は、溶質としてのエッチング成分およびゲル化剤と、溶質を溶解させる溶媒とを含有している。エッチング処理液に含有される溶媒は、たとえば、DIW(脱イオン水)等の水である。ただし、溶媒は、DIWに限られない。
The wet processing unit 2W further includes an etching processing liquid nozzle 10 that supplies an etching processing liquid to the upper surface (upper main surface) of the substrate W held on the spin chuck 5, and a rinsing liquid nozzle 11 that supplies a rinsing liquid to the upper surface of the substrate W held on the spin chuck 5.
The etching solution contains an etching component and a gelling agent as solutes, and a solvent for dissolving the solutes. The solvent contained in the etching solution is, for example, water such as deionized water (DIW). However, the solvent is not limited to DIW.

エッチング成分は、基板Wの積層体102(図1を参照)をエッチングする性質を有する。詳しくは、エッチング成分は、積層体102において凹部110を区画する部分(一対の側壁106)をエッチングする。エッチング成分は、たとえば、フッ酸、または、APM(アンモニア過酸化水素水混合液)である。エッチング成分は、厳密には、エッチングイオンであり、HF 、または、NH である。 The etching component has a property of etching the stack 102 (see FIG. 1) of the substrate W. More specifically, the etching component etches a portion (a pair of side walls 106) that defines the recess 110 in the stack 102. The etching component is, for example, hydrofluoric acid or APM (ammonia-hydrogen peroxide mixture). Strictly speaking, the etching component is an etching ion, and is HF 2 or NH 4 + .

ゲル化剤は、たとえば、ゼラチン、寒天、またはこれらの混合物である。ゲル化剤の融点および凝固点は、通常、互いに異なっており、ゲル化剤の融点は、ゲル化剤の凝固点よりも高い。ゲル化剤の融点は、たとえば、20℃以上30℃以下であり、ゲル化剤の凝固点は、たとえば、15℃以上25℃以下である。ゲル化剤の融点および凝固点は、エッチング処理液中のゲル化剤の配合率(濃度)、ゲル化剤の種類等によって変化する。ゲル化剤の凝固点は、基板処理装置1が配置されるクリーンルーム内の室温(たとえば、25℃)よりも低いことが好ましい。 The gelling agent is, for example, gelatin, agar, or a mixture thereof. The melting point and freezing point of the gelling agent are usually different from each other, and the melting point of the gelling agent is higher than the freezing point of the gelling agent. The melting point of the gelling agent is, for example, 20°C or higher and 30°C or lower, and the freezing point of the gelling agent is, for example, 15°C or higher and 25°C or lower. The melting point and freezing point of the gelling agent vary depending on the blending ratio (concentration) of the gelling agent in the etching processing liquid, the type of gelling agent, etc. It is preferable that the freezing point of the gelling agent is lower than the room temperature (for example, 25°C) in the clean room in which the substrate processing apparatus 1 is placed.

ゲル化剤の融点および凝固点は、上記の範囲に限られない。たとえば、ゲル化剤が寒天である場合、ゲル化剤の融点は85℃以上93℃以下であり、ゲル化剤の凝固点は33℃以上45℃以下である。
エッチング処理液は、ゲル化剤の凝固点以下に冷却されることによってエッチングゲルに変化する。エッチング処理液がエッチングゲルに変化することをゲル化という。エッチングゲルは、ゲル化剤の融点以上に加熱されることによってエッチング処理液に変化する。エッチングゲルがエッチング処理液に変化することをゾル化という。そのため、エッチング処理液は、エッチングゾルともいう。
The melting point and freezing point of the gelling agent are not limited to the above ranges. For example, when the gelling agent is agar, the melting point of the gelling agent is 85° C. or more and 93° C. or less, and the freezing point of the gelling agent is 33° C. or more and 45° C. or less.
The etching liquid is changed into an etching gel by being cooled below the freezing point of the gelling agent. The change of the etching liquid into an etching gel is called gelation. The etching gel is changed into an etching liquid by being heated above the melting point of the gelling agent. The change of the etching gel into an etching liquid is called solization. Therefore, the etching liquid is also called an etching sol.

エッチングゲルは、エッチング処理液と比較して、基板Wをエッチングするエッチング性能が低い。したがって、基板Wの上面に付着しているエッチング処理液をエッチングゲルに変化させることで基板Wのエッチングを停止させることができ、エッチングゲルをエッチング処理液に変化させることで基板Wのエッチングを開始することができる。
リンス液は、たとえば、DIW等の水である。リンス液は、DIWに限られず、DIW、炭酸水、電解イオン水、希釈濃度(たとえば、1ppm以上で、かつ、100ppm以下)の塩酸水、希釈濃度(たとえば、1ppm以上で、かつ、100ppm以下)のアンモニア水、還元水(水素水)のうちの少なくとも1つを含有する成分である。
Compared to the etching treatment liquid, the etching gel has a lower etching performance for etching the substrate W. Therefore, etching of the substrate W can be stopped by changing the etching treatment liquid adhering to the upper surface of the substrate W into the etching gel, and etching of the substrate W can be started by changing the etching gel into the etching treatment liquid.
The rinse liquid is, for example, water such as DIW. The rinse liquid is not limited to DIW, but is a component containing at least one of DIW, carbonated water, electrolytic ion water, diluted hydrochloric acid water (for example, 1 ppm or more and 100 ppm or less), diluted ammonia water (for example, 1 ppm or more and 100 ppm or less), and reduced water (hydrogen water).

エッチング処理液ノズル10、および、リンス液ノズル11は、いずれも、少なくとも水平方向に移動可能な移動ノズルである。エッチング処理液ノズル10およびリンス液ノズル11は、複数のノズル移動機構(第1ノズル移動機構35および第2ノズル移動機構36)によってそれぞれ水平方向に移動される。各ノズル移動機構は、対応するノズルを支持するアーム(図示せず)と、対応するアームを水平方向に移動させるアーム移動機構(図示せず)とを含む。各アーム移動機構は、電動モータ、エアシリンダ等のアクチュエータを含む。この実施形態とは異なり、エッチング処理液ノズル10およびリンス液ノズル11は、共通のノズル移動機構によって一体移動するように構成されていてもよい。 The etching liquid nozzle 10 and the rinsing liquid nozzle 11 are both movable nozzles that can move at least in the horizontal direction. The etching liquid nozzle 10 and the rinsing liquid nozzle 11 are each moved in the horizontal direction by a plurality of nozzle movement mechanisms (a first nozzle movement mechanism 35 and a second nozzle movement mechanism 36). Each nozzle movement mechanism includes an arm (not shown) that supports the corresponding nozzle, and an arm movement mechanism (not shown) that moves the corresponding arm in the horizontal direction. Each arm movement mechanism includes an actuator such as an electric motor or an air cylinder. Unlike this embodiment, the etching liquid nozzle 10 and the rinsing liquid nozzle 11 may be configured to move together by a common nozzle movement mechanism.

エッチング処理液ノズル10およびリンス液ノズル11は、鉛直方向にも移動できるように構成されていてもよい。
エッチング処理液ノズル10は、エッチング処理液ノズル10にエッチング処理液を案内するエッチング処理液配管40に接続されている。エッチング処理液配管40には、エッチング処理液配管40内の流路を開閉するエッチング処理液バルブ50Aと、当該流路内のエッチング処理液の流量を調整するエッチング処理液流量調整バルブ50Bとが介装されている。
The etching processing liquid nozzle 10 and the rinsing liquid nozzle 11 may be configured so as to be movable also in the vertical direction.
The etching treatment liquid nozzle 10 is connected to an etching treatment liquid pipe 40 that guides the etching treatment liquid to the etching treatment liquid nozzle 10. An etching treatment liquid valve 50A that opens and closes a flow path in the etching treatment liquid pipe 40, and an etching treatment liquid flow rate adjustment valve 50B that adjusts the flow rate of the etching treatment liquid in the flow path are interposed in the etching treatment liquid pipe 40.

エッチング処理液バルブ50Aが開かれると、エッチング処理液流量調整バルブ50Bの開度に応じた流量で、エッチング処理液が、エッチング処理液ノズル10の吐出口から下方に連続流で吐出される。エッチング処理液ノズル10は、エッチング処理液供給部材の一例である。エッチング処理液ノズル10から吐出されるエッチング処理液の温度は、ゲル化剤の凝固点よりも高い。 When the etching liquid valve 50A is opened, the etching liquid is discharged downward in a continuous flow from the discharge port of the etching liquid nozzle 10 at a flow rate according to the opening of the etching liquid flow rate adjustment valve 50B. The etching liquid nozzle 10 is an example of an etching liquid supply member. The temperature of the etching liquid discharged from the etching liquid nozzle 10 is higher than the freezing point of the gelling agent.

リンス液ノズル11は、リンス液ノズル11にリンス液を案内するリンス液配管41に接続されている。リンス液配管41には、リンス液配管41内の流路を開閉するリンス液バルブ51Aと、当該流路内のリンス液の流量を調整するリンス液流量調整バルブ51Bとが介装されている。
リンス液バルブ51Aが開かれると、リンス液流量調整バルブ51Bの開度に応じた流量で、リンス液が、リンス液ノズル11の吐出口から下方に連続流で吐出される。リンス液ノズル11は、リンス液供給部材の一例である。
The rinsing liquid nozzle 11 is connected to a rinsing liquid pipe 41 that guides the rinsing liquid to the rinsing liquid nozzle 11. A rinsing liquid valve 51A that opens and closes a flow path in the rinsing liquid pipe 41, and a rinsing liquid flow rate adjustment valve 51B that adjusts the flow rate of the rinsing liquid in the flow path are provided in the rinsing liquid pipe 41.
When the rinsing liquid valve 51A is opened, the rinsing liquid is discharged downward in a continuous flow from the discharge port of the rinsing liquid nozzle 11 at a flow rate that corresponds to the opening degree of the rinsing liquid flow rate adjustment valve 51B. The rinsing liquid nozzle 11 is an example of a rinsing liquid supplying member.

ウェット処理ユニット2Wは、スピンチャック5に保持された基板Wの下面(下側の主面)に流体を供給する下側流体ノズル12をさらに備える。
下側流体ノズル12は、回転軸22の内部空間と、スピンベース21の上面中央部で開口する貫通孔21aとに挿入されている。下側流体ノズル12の吐出口12aは、スピンベース21の上面から露出されている。下側流体ノズル12の吐出口12aは、基板Wの下面の中央領域に下方から対向する。基板Wの下面の中央領域とは、基板Wの下面において基板Wの回転中心を含む領域のことである。
The wet processing unit 2W further includes a lower fluid nozzle 12 which supplies a fluid to the lower surface (lower main surface) of the substrate W held on the spin chuck 5.
The lower fluid nozzle 12 is inserted into the internal space of the rotation shaft 22 and into a through-hole 21a that opens in the center of the upper surface of the spin base 21. The outlet 12a of the lower fluid nozzle 12 is exposed from the upper surface of the spin base 21. The outlet 12a of the lower fluid nozzle 12 faces a central region of the lower surface of the substrate W from below. The central region of the lower surface of the substrate W refers to a region on the lower surface of the substrate W that includes the center of rotation of the substrate W.

下側流体ノズル12は、流体として、たとえば、ゲル化剤の凝固点以下の温度を有する冷却流体と、ゲル化剤の融点以上の温度を有する加熱流体とを、選択的に、基板Wの下面に供給する。
冷却流体は、たとえば、5℃以上15℃以下の水、すなわち、冷水である。加熱流体は、たとえば、40℃以上50℃以下の水、すなわち、温水である。冷却流体および加熱流体は、水以外の液体であってもよい。冷水および温水は、DIWであることが好ましい。
The lower fluid nozzle 12 selectively supplies, to the underside of the substrate W, fluids such as a cooling fluid having a temperature below the freezing point of the gelling agent and a heating fluid having a temperature above the melting point of the gelling agent.
The cooling fluid is, for example, water at 5° C. or more and 15° C. or less, i.e., cold water. The heating fluid is, for example, water at 40° C. or more and 50° C. or less, i.e., hot water. The cooling fluid and the heating fluid may be liquids other than water. The cold water and the hot water are preferably DIW.

基板Wの下面を冷却流体で冷却することによって、基板Wの下面をゲル化剤の凝固点以下の温度にまで冷却することができる。基板Wの下面を加熱流体で加熱することによって、基板Wの下面をゲル化剤の融点以上の温度にまで加熱することができる。下側流体ノズル12は、基板Wの下面(第2主面)をゲル化剤の凝固点以下の温度に冷却する冷却部材の一例であり、基板Wの下面(第2主面)をゲル化剤の融点以上の温度に加熱する加熱部材の一例である。 By cooling the underside of the substrate W with a cooling fluid, the underside of the substrate W can be cooled to a temperature below the freezing point of the gelling agent. By heating the underside of the substrate W with a heating fluid, the underside of the substrate W can be heated to a temperature above the melting point of the gelling agent. The lower fluid nozzle 12 is an example of a cooling member that cools the underside (second main surface) of the substrate W to a temperature below the freezing point of the gelling agent, and is an example of a heating member that heats the underside (second main surface) of the substrate W to a temperature above the melting point of the gelling agent.

冷却流体および加熱流体は、液体である必要はなく、窒素ガス、希ガス等の不活性ガスであってもよい。不活性ガスは、基板Wの主面に対する反応性が無視できるほど低いガスである。
後述する基板処理(図5を参照)では、加熱流体が温水であり、冷却流体が冷水である例について説明する。
The cooling fluid and the heating fluid do not have to be liquids, and may be inert gases such as nitrogen gas, rare gases, etc. The inert gas is a gas whose reactivity with the main surface of the substrate W is negligibly low.
In the substrate processing described below (see FIG. 5), an example will be described in which the heating fluid is hot water and the cooling fluid is cold water.

下側流体ノズル12は、下側流体ノズル12に流体を案内する流体配管42の一端に接続されている。流体配管42の他端には、流体配管42に冷却流体を供給する冷却流体配管43、および、流体配管42に加熱流体を供給する加熱流体配管44が接続されている。
冷却流体配管43および加熱流体配管44には、別々の流体タンク(図示せず)から流体が供給されてもよい。具体的には、冷却流体を貯留する冷却流体タンクから冷却流体配管43に冷却流体が供給され、加熱流体を貯留する加熱流体タンクから加熱流体配管44に加熱流体が供給されてもよい。
The lower fluid nozzle 12 is connected to one end of a fluid pipe 42 that guides a fluid to the lower fluid nozzle 12. The other end of the fluid pipe 42 is connected to a cooling fluid pipe 43 that supplies a cooling fluid to the fluid pipe 42, and a heating fluid pipe 44 that supplies a heating fluid to the fluid pipe 42.
Fluid may be supplied from separate fluid tanks (not shown) to the cooling fluid pipe 43 and the heating fluid pipe 44. Specifically, the cooling fluid may be supplied to the cooling fluid pipe 43 from a cooling fluid tank that stores the cooling fluid, and the heating fluid may be supplied to the heating fluid pipe 44 from a heating fluid tank that stores the heating fluid.

冷却流体配管43および加熱流体配管44には、共通の流体タンク(図示せず)が接続されていて、流体タンクから各配管(冷却流体配管43および加熱流体配管44)に流体が送られる際に、流体の温度が調整されてもよい。
流体配管42には、流体配管42内の流路を開閉する流体バルブ52Aと、当該流路内の流体の流量を調整する流体流量調整バルブ52Bとが介装されている。冷却流体配管43には、冷却流体配管43内の流路を開閉する冷却流体バルブ53が介装されており、加熱流体配管44には、加熱流体配管44内の流路を開閉する冷却流体バルブ53が介装されている。
A common fluid tank (not shown) is connected to the cooling fluid pipes 43 and the heating fluid pipes 44, and the temperature of the fluid may be adjusted as the fluid is sent from the fluid tank to each pipe (the cooling fluid pipes 43 and the heating fluid pipes 44).
A fluid valve 52A that opens and closes the flow path in the fluid pipe 42 and a fluid flow rate adjustment valve 52B that adjusts the flow rate of the fluid in the flow path are provided in the fluid pipe 42. A cooling fluid valve 53 that opens and closes the flow path in the cooling fluid pipe 43 is provided in the cooling fluid pipe 43, and a cooling fluid valve 53 that opens and closes the flow path in the heating fluid pipe 44 is provided in the heating fluid pipe 44.

図4は、基板処理装置1の制御に関する構成例を説明するためのブロック図である。
コントローラ3は、マイクロコンピュータを備えており、所定のプログラムに従って、基板処理装置1に備えられた制御対象を制御する。より具体的には、コントローラ3は、プロセッサ(CPU)3Aと、プログラムが格納されたメモリ3Bとを含み、プロセッサ3Aがプログラムを実行することによって、基板処理のための様々な制御処理を実行するように構成されている。
FIG. 4 is a block diagram for explaining a configuration example regarding control of the substrate processing apparatus 1. As shown in FIG.
The controller 3 includes a microcomputer and controls the controlled objects included in the substrate processing apparatus 1 in accordance with a predetermined program. More specifically, the controller 3 includes a processor (CPU) 3A and a memory 3B in which a program is stored, and is configured to execute various control processes for substrate processing by the processor 3A executing the program.

特に、コントローラ3は、ウェット処理ユニット2Wを構成する各部材(バルブ、モータ等)、搬送ロボットIR,CR等を制御するようにプログラムされている。コントローラ3は、後述するドライ処理ユニット2D(後述する図12を参照)を構成する部材(バルブ、モータ、電源等)についても同様に制御する。
コントローラ3によってバルブが制御されることによって、対応するノズルからの流体の吐出の有無や、対応するノズルからの流体の吐出流量が制御される。以下の各工程は、コントローラ3が基板処理装置1に備えられる各部材を制御することにより実行される。言い換えると、コントローラ3は、以下の各工程を実行するようにプログラムされている。
In particular, the controller 3 is programmed to control the components (valves, motors, etc.) constituting the wet processing unit 2W, the transport robots IR, CR, etc. The controller 3 also controls the components (valves, motors, power supplies, etc.) constituting a dry processing unit 2D (see FIG. 12) described later in the same manner.
The controller 3 controls the valves to control whether or not the fluid is discharged from the corresponding nozzle and the flow rate of the fluid discharged from the corresponding nozzle. Each of the following steps is executed by the controller 3 controlling each member provided in the substrate processing apparatus 1. In other words, the controller 3 is programmed to execute each of the following steps.

<基板処理の一例>
図5は、基板処理装置1によって実行される基板処理の一例を説明するためのフローチャートである。図5には、主として、コントローラ3がプログラムを実行することによって実現される処理が示されている。
図6は、基板処理において基板Wに供給される流体に関するタイムチャートである。図6における「吐出」は対応するノズルから流体が吐出されていることを示しており、「停止」は対応するノズルからの流体の吐出が停止されていることを示している。また、図6における「冷水」は、下側流体ノズル12から冷水が吐出されていることを意味し、図6における「温水」は、下側流体ノズル12から温水が吐出されていることを示している。これらのことは、後述する図10おおよび図11においても同様である。
<Example of substrate processing>
Fig. 5 is a flow chart for explaining an example of substrate processing executed by the substrate processing apparatus 1. Fig. 5 mainly shows processing that is realized by the controller 3 executing a program.
Fig. 6 is a time chart relating to fluids supplied to a substrate W during substrate processing. "Discharge" in Fig. 6 indicates that fluid is being discharged from the corresponding nozzle, and "Stop" indicates that discharge of fluid from the corresponding nozzle is stopped. Also, "cold water" in Fig. 6 means that cold water is being discharged from the lower fluid nozzle 12, and "hot water" in Fig. 6 indicates that hot water is being discharged from the lower fluid nozzle 12. The same applies to Figs. 10 and 11 described below.

図7A~図7Eは、基板処理装置1によって実行される基板処理の各工程の様子を説明するための模式図である。
基板処理装置1による基板処理では、たとえば、図5に示すように、基板搬入工程(ステップS1)、エッチング処理液供給工程(ステップS2)、冷却工程(ステップS3)、リンス液供給工程(ステップS4)、加熱工程(ステップS5)、供給再開工程(ステップS6)、スピンドライ(ステップS7)、および、基板搬出工程(ステップS8)がこの順番で実行される。
7A to 7E are schematic views for explaining the state of each process of the substrate processing performed by the substrate processing apparatus 1. FIG.
In the substrate processing by the substrate processing apparatus 1, for example, as shown in FIG. 5, a substrate loading step (step S1), an etching treatment liquid supply step (step S2), a cooling step (step S3), a rinsing liquid supply step (step S4), a heating step (step S5), a supply resumption step (step S6), spin drying (step S7), and a substrate unloading step (step S8) are performed in this order.

以下では、基板処理装置1によって実行される基板処理について、主に図3、図5および図6を参照して説明する。図7A~図7Eについては適宜参照する。
まず、未処理の基板Wは、搬送ロボットIR,CR(図2Aを参照)によってキャリアCからウェット処理ユニット2Wに搬入され、スピンチャック5に渡される(基板搬入工程:ステップS1)。これにより、基板Wは、スピンチャック5によって水平に保持される(基板保持工程)。スピンチャック5による基板Wの保持は、スピンドライ工程(ステップS7)が終了するまで継続される。スピンチャック5に基板Wが保持されている状態で、回転駆動機構23が基板Wの回転を開始する(基板回転工程)。
The substrate processing performed by the substrate processing apparatus 1 will be described below mainly with reference to Figures 3, 5 and 6. Figures 7A to 7E will also be referenced as appropriate.
First, an unprocessed substrate W is carried from the carrier C into the wet processing unit 2W by the transport robots IR, CR (see FIG. 2A) and handed over to the spin chuck 5 (substrate carrying-in process: step S1). As a result, the substrate W is held horizontally by the spin chuck 5 (substrate holding process). The spin chuck 5 continues to hold the substrate W until the spin dry process (step S7) is completed. With the substrate W held by the spin chuck 5, the rotary drive mechanism 23 starts rotating the substrate W (substrate rotation process).

次に、搬送ロボットCRが処理ユニット2外に退避した後、基板Wの上面にエッチング処理液を供給するエッチング処理液供給工程(ステップS2)が実行される。
具体的には、第1ノズル移動機構35が、エッチング処理液ノズル10を処理位置に移動させ、エッチング処理液ノズル10が処理位置に位置する状態で、エッチング処理液バルブ50Aが開かれる。これにより、図7Aに示すように、基板Wの上面に向けて、エッチング処理液ノズル10からエッチング処理液が吐出される(エッチング処理液吐出工程)。エッチング処理液ノズル10から吐出されたエッチング処理液は、基板Wの上面に着液する。エッチング処理液は、遠心力の作用によって、基板Wの上面上の全体に広がり、基板Wの上面の全体に供給される(エッチング処理液供給工程)。
Next, after the transport robot CR retreats to the outside of the processing unit 2, an etching liquid supplying step (step S2) of supplying an etching liquid to the upper surface of the substrate W is performed.
Specifically, the first nozzle moving mechanism 35 moves the etching processing liquid nozzle 10 to the processing position, and the etching processing liquid valve 50A is opened while the etching processing liquid nozzle 10 is located at the processing position. As a result, as shown in Fig. 7A, the etching processing liquid is discharged from the etching processing liquid nozzle 10 toward the upper surface of the substrate W (etching processing liquid discharge step). The etching processing liquid discharged from the etching processing liquid nozzle 10 lands on the upper surface of the substrate W. The etching processing liquid is spread over the entire upper surface of the substrate W by the action of centrifugal force, and is supplied to the entire upper surface of the substrate W (etching processing liquid supply step).

この基板処理では、エッチング処理液ノズル10の処理位置は、エッチング処理液ノズル10の吐出口が基板Wの上面の中央領域に対向する中央位置である。基板Wの上面の中央領域とは、基板Wの上面において基板Wの回転中心を含む領域のことである。そのため、エッチング処理液は、基板Wの上面の中央領域に着液する。この基板処理とは異なり、エッチング処理液ノズル10は、基板Wの上面に沿って水平に移動しながらエッチング処理液を吐出してもよい。 In this substrate processing, the processing position of the etching processing liquid nozzle 10 is a central position where the discharge port of the etching processing liquid nozzle 10 faces the central region of the upper surface of the substrate W. The central region of the upper surface of the substrate W is a region on the upper surface of the substrate W that includes the center of rotation of the substrate W. Therefore, the etching processing liquid lands in the central region of the upper surface of the substrate W. Unlike this substrate processing, the etching processing liquid nozzle 10 may discharge the etching processing liquid while moving horizontally along the upper surface of the substrate W.

エッチング処理液供給工程(ステップS2)の後、冷水によって基板Wの下面を冷却する冷却工程(ステップS3)が実行される。
具体的には、エッチング処理液バルブ50Aを閉じてエッチング処理液の吐出を停止させ、その代わりに、流体バルブ52Aおよび冷却流体バルブ53が開かれる。これにより、基板Wの下面に向けて下側流体ノズル12から冷水が吐出される(冷水吐出工程、冷却流体吐出工程)。下側流体ノズル12から吐出された冷水は、基板Wの下面の中央領域に着液(衝突)する。冷水は、遠心力の作用によって、基板Wの下面の全体に広がり、基板Wの下面の全体に供給される(冷水供給工程、冷却流体供給工程)。これにより、下方(第2主面側)から基板Wが冷却される。冷水によって基板Wが冷却されるため、基板Wの上面に付着しているエッチング処理液がゲル化し、エッチングゲル120が上面に形成される(ゲル化工程)。
After the etching liquid supplying step (step S2), a cooling step (step S3) is performed to cool the lower surface of the substrate W with cold water.
Specifically, the etching liquid valve 50A is closed to stop the discharge of the etching liquid, and instead, the fluid valve 52A and the cooling fluid valve 53 are opened. As a result, cold water is discharged from the lower fluid nozzle 12 toward the lower surface of the substrate W (cold water discharge step, cooling fluid discharge step). The cold water discharged from the lower fluid nozzle 12 lands (collides) on the central region of the lower surface of the substrate W. The cold water spreads over the entire lower surface of the substrate W by the action of centrifugal force, and is supplied to the entire lower surface of the substrate W (cold water supply step, cooling fluid supply step). As a result, the substrate W is cooled from below (the second main surface side). Since the substrate W is cooled by the cold water, the etching liquid attached to the upper surface of the substrate W gels, and an etching gel 120 is formed on the upper surface (gelling step).

エッチング処理液の吐出が停止された後、エッチング処理液ノズル10は、第1ノズル移動機構35によって退避位置に移動される。エッチング処理液ノズル10の退避位置は、基板Wの上面には対向せず、平面視において、処理カップ7の外方に位置する位置である。
冷却工程(ステップS3)の後、基板Wの下面に対する冷却を継続しつつ、基板Wの上面にリンス液を供給するリンス液供給工程(ステップS4)が実行される。基板Wの下面に対する冷却を継続するとは、基板Wの温度をさらに低下させることを意味するのではなく、基板Wの温度変化にかかわらず基板Wの下面に対する冷水の供給を継続することを意味する。
After the discharge of the etching processing liquid is stopped, the etching processing liquid nozzle 10 is moved to the retracted position by the first nozzle moving mechanism 35. The retracted position of the etching processing liquid nozzle 10 is a position that does not face the upper surface of the substrate W and is located outside the processing cup 7 in a plan view.
After the cooling step (step S3), a rinsing liquid supplying step (step S4) is performed in which a rinsing liquid is supplied to the upper surface of the substrate W while continuing to cool the lower surface of the substrate W. Continuing to cool the lower surface of the substrate W does not mean to further reduce the temperature of the substrate W, but means to continue to supply cold water to the lower surface of the substrate W regardless of changes in the temperature of the substrate W.

リンス液供給工程(ステップS4)では、具体的には、第2ノズル移動機構36が、リンス液ノズル11を処理位置に移動させ、リンス液ノズル11が処理位置に位置する状態で、リンス液バルブ51Aが開かれる。これにより、図7Cに示すように、基板Wの上面に向けて、リンス液ノズル11からリンス液が吐出される(リンス液吐出工程)。リンス液ノズル11から吐出されたリンス液は、基板Wの上面に着液する。リンス液は、遠心力の作用によって、基板Wの上面上の全体に広がり、基板Wの上面の全体に供給される(リンス液供給工程、第1リンス液供給工程)。 In the rinsing liquid supply process (step S4), specifically, the second nozzle movement mechanism 36 moves the rinsing liquid nozzle 11 to the processing position, and with the rinsing liquid nozzle 11 positioned at the processing position, the rinsing liquid valve 51A is opened. As a result, as shown in FIG. 7C, rinsing liquid is discharged from the rinsing liquid nozzle 11 toward the upper surface of the substrate W (rinsing liquid discharge process). The rinsing liquid discharged from the rinsing liquid nozzle 11 lands on the upper surface of the substrate W. The rinsing liquid spreads over the entire upper surface of the substrate W due to the action of centrifugal force, and is supplied to the entire upper surface of the substrate W (rinsing liquid supply process, first rinsing liquid supply process).

この基板処理では、リンス液ノズル11の処理位置は、リンス液ノズル11の吐出口が基板Wの上面の中央領域に対向する中央位置である。そのため、リンス液は、基板Wの上面の中央領域に着液する。この基板処理とは異なり、リンス液ノズル11は、基板Wの上面に沿って水平に移動しながらリンス液を吐出してもよい。
リンス液供給工程において、流体バルブ52Aおよび冷却流体バルブ53は、開いた状態に維持される。これにより、図7Cに示すように、基板Wの下面に対して冷水が供給されている間に、基板Wの上面にリンス液が供給される。リンス液ノズル11から吐出されるリンス液の温度は、ゲル化剤の融点以上の温度であるため、基板Wの上面上のエッチングゲル120(図7Bを参照)は、リンス液によって加熱されてエッチング処理液に変化し、リンス液とともに基板W外に排出される。ただし、詳しくは後述するが、基板Wは、下方から冷却されているため、基板Wの上面に形成されている凹部110(図1を参照)には、エッチングゲル120が残留する。
In this substrate processing, the processing position of the rinsing liquid nozzle 11 is a central position where the discharge port of the rinsing liquid nozzle 11 faces a central region of the upper surface of the substrate W. Therefore, the rinsing liquid lands in the central region of the upper surface of the substrate W. Unlike this substrate processing, the rinsing liquid nozzle 11 may discharge the rinsing liquid while moving horizontally along the upper surface of the substrate W.
In the rinse liquid supply step, the fluid valve 52A and the cooling fluid valve 53 are maintained in an open state. As a result, as shown in Fig. 7C, the rinse liquid is supplied to the upper surface of the substrate W while cold water is supplied to the lower surface of the substrate W. Since the temperature of the rinse liquid discharged from the rinse liquid nozzle 11 is equal to or higher than the melting point of the gelling agent, the etching gel 120 (see Fig. 7B) on the upper surface of the substrate W is heated by the rinse liquid and changes into an etching treatment liquid, which is discharged outside the substrate W together with the rinse liquid. However, as will be described in detail later, since the substrate W is cooled from below, the etching gel 120 remains in the recess 110 (see Fig. 1) formed on the upper surface of the substrate W.

リンス液供給工程(ステップS3)の後、温水によって基板Wの下面を加熱する加熱工程(ステップS4)が実行される。
具体的には、リンス液バルブ51Aおよび冷却流体バルブ53が閉じられ、その代わりに、加熱流体バルブ54が開かれる。これにより、図7Dに示すように、リンス液ノズル11からの基板Wの上面へのリンス液の供給が停止され(リンス液供給停止工程)、かつ、下側流体ノズル12から基板Wの下面への冷水の供給が停止される(冷却流体供給停止工程、冷水供給停止工程)。
After the rinsing liquid supplying step (step S3), a heating step (step S4) is carried out in which the lower surface of the substrate W is heated with hot water.
Specifically, the rinsing liquid valve 51A and the cooling fluid valve 53 are closed, and instead, the heating fluid valve 54 is opened. As a result, as shown in Fig. 7D, the supply of the rinsing liquid from the rinsing liquid nozzle 11 to the upper surface of the substrate W is stopped (rinsing liquid supply stopping step), and the supply of cold water from the lower fluid nozzle 12 to the lower surface of the substrate W is stopped (cooling fluid supply stopping step, cold water supply stopping step).

加熱流体バルブ54が開かれることによって、基板Wの下面に向けて下側流体ノズル12から温水が吐出される(加熱流体吐出工程、温水吐出工程)。下側流体ノズル12から吐出された温水は、基板Wの下面に衝突する。温水は、遠心力の作用によって、基板Wの下面上の全体に広がり、基板Wの下面の全体に供給される(加熱流体供給工程、温水供給工程)。これにより、下方(第2主面側)から基板Wが加熱される。言い換えると、基板Wに対する冷却が停止される(冷却停止工程)。 When the heating fluid valve 54 is opened, hot water is discharged from the lower fluid nozzle 12 toward the underside of the substrate W (heating fluid discharge process, hot water discharge process). The hot water discharged from the lower fluid nozzle 12 collides with the underside of the substrate W. The hot water spreads over the entire underside of the substrate W due to the action of centrifugal force, and is supplied to the entire underside of the substrate W (heating fluid supply process, hot water supply process). This causes the substrate W to be heated from below (the second main surface side). In other words, cooling of the substrate W is stopped (cooling stop process).

詳しくは後述するが、温水によって基板Wが加熱されるため、基板Wの上面に残留しているエッチングゲル120がエッチング処理液に変化する(ゾル化工程)。エッチングゲル120のゾル化によって形成されたエッチング処理液によって基板Wがエッチングされる(エッチング工程)。
リンス液ノズル11からのリンス液の吐出が停止された後、リンス液ノズル11は、処理位置に維持されている。そうすることで、後述する供給再開工程において、再びリンス液ノズル11を移動させる手間を省略できる。
As described in detail below, the substrate W is heated by the hot water, so that the etching gel 120 remaining on the upper surface of the substrate W changes into an etching treatment liquid (solation process). The substrate W is etched by the etching treatment liquid formed by the solation of the etching gel 120 (etching process).
After the discharge of the rinsing liquid from the rinsing liquid nozzle 11 is stopped, the rinsing liquid nozzle 11 is maintained at the processing position, which can eliminate the need to move the rinsing liquid nozzle 11 again in a supply restart step described later.

リンス液ノズル11は、リンス液の吐出が停止された後、第2ノズル移動機構36によって退避位置に移動されてもよい。リンス液ノズル11の退避位置は、基板Wの上面には対向せず、平面視において、処理カップ7の外方に位置する位置である。
加熱工程(ステップS5)の後、基板Wに対する加熱を継続しつつ、基板Wの上面にリンス液を再び供給する供給再開工程(ステップS6)が実行される。基板Wに対する加熱を継続するとは、基板Wの温度をさらに上昇させることを意味するのではなく、基板Wの温度変化にかかわらず、基板Wに対する温水の供給を継続することを意味する。
After the discharge of the rinsing liquid is stopped, the rinsing liquid nozzle 11 may be moved to a retracted position by the second nozzle moving mechanism 36. The retracted position of the rinsing liquid nozzle 11 is a position that does not face the upper surface of the substrate W and is located outside the processing cup 7 in a plan view.
After the heating step (step S5), a supply resumption step (step S6) is performed in which the rinsing liquid is again supplied to the upper surface of the substrate W while continuing to heat the substrate W. Continuing to heat the substrate W does not mean to further increase the temperature of the substrate W, but means to continue to supply hot water to the substrate W regardless of a change in the temperature of the substrate W.

供給再開工程(ステップS6)では、具体的には、リンス液バルブ51Aが開かれる。これにより、図7Eに示すように、基板Wの上面に向けて、リンス液ノズル11からリンス液が吐出される(リンス液吐出工程)。リンス液ノズル11から吐出されたリンス液は、基板Wの上面に着液する。リンス液は、遠心力の作用によって、基板Wの上面上の全体に広がり、基板Wの上面の全体に供給される(リンス液供給再開工程、第2リンス液供給工程)。リンス液ノズル11から吐出されるリンス液の温度は、ゲル化剤の融点以上の温度であるため、基板Wの上面上に残留しているエッチング処理液を、エッチングゲルに変化させることなく、リンス液とともに基板W外に排出できる。 In the supply restart process (step S6), specifically, the rinse liquid valve 51A is opened. As a result, as shown in FIG. 7E, rinse liquid is discharged from the rinse liquid nozzle 11 toward the upper surface of the substrate W (rinse liquid discharge process). The rinse liquid discharged from the rinse liquid nozzle 11 lands on the upper surface of the substrate W. The rinse liquid spreads over the entire upper surface of the substrate W by the action of centrifugal force and is supplied to the entire upper surface of the substrate W (rinse liquid supply restart process, second rinse liquid supply process). Since the temperature of the rinse liquid discharged from the rinse liquid nozzle 11 is equal to or higher than the melting point of the gelling agent, the etching treatment liquid remaining on the upper surface of the substrate W can be discharged together with the rinse liquid to the outside of the substrate W without changing it into an etching gel.

供給再開工程(ステップS6)において、流体バルブ52Aおよび加熱流体バルブ54は、開いた状態に維持される。これにより、図7Eに示すように、基板Wの上面にリンス液が供給されている間に、基板Wの下面に対して温水が供給されて、温水によって基板Wの加熱が補助される(補助加熱工程)。
次に、基板Wを高速回転させて基板Wの上面を乾燥させるスピンドライ工程(ステップS7)が実行される。具体的には、リンス液バルブ51A、流体バルブ52Aおよび加熱流体バルブ54が閉じられる。これにより、基板Wの上面へのリンス液の供給、および、基板Wの下面への加熱流体の供給が停止される。
In the supply resumption step (step S6), the fluid valve 52A and the heating fluid valve 54 are maintained in an open state. As a result, while the rinsing liquid is being supplied to the upper surface of the substrate W, hot water is supplied to the lower surface of the substrate W, and the heating of the substrate W is assisted by the hot water (auxiliary heating step), as shown in FIG.
Next, a spin dry process (step S7) is performed in which the substrate W is rotated at high speed to dry the upper surface of the substrate W. Specifically, the rinsing liquid valve 51A, the fluid valve 52A, and the heating fluid valve 54 are closed. This stops the supply of the rinsing liquid to the upper surface of the substrate W and the supply of the heating fluid to the lower surface of the substrate W.

そして、回転駆動機構23が基板Wの回転を加速し、基板Wを高速回転させる。基板Wは、乾燥速度、たとえば、1500rpmで回転される。それによって、大きな遠心力が基板Wの上面に付着しているリンス液および基板Wの下面に付着している温水に作用し、これらの液体が基板Wの周囲に振り切られる。その後、回転駆動機構23が基板Wの回転を停止させる。 Then, the rotation drive mechanism 23 accelerates the rotation of the substrate W, rotating it at high speed. The substrate W is rotated at a drying speed, for example, 1500 rpm. As a result, a large centrifugal force acts on the rinsing liquid adhering to the upper surface of the substrate W and the warm water adhering to the lower surface of the substrate W, causing these liquids to be thrown off around the substrate W. After that, the rotation drive mechanism 23 stops the rotation of the substrate W.

スピンドライ工程(ステップS7)の後、回転駆動機構23が基板Wの回転を停止させる。その後、搬送ロボットCRが、ウェット処理ユニット2Wに進入して、スピンチャック5から処理済みの基板Wを受け取って、ウェット処理ユニット2W外へと搬出する(基板搬出工程:ステップS8)。その基板Wは、搬送ロボットCRから搬送ロボットIRへと渡され、搬送ロボットIRによって、キャリアCに収納される。 After the spin dry process (step S7), the rotation drive mechanism 23 stops the rotation of the substrate W. Then, the transport robot CR enters the wet processing unit 2W, receives the processed substrate W from the spin chuck 5, and transports it out of the wet processing unit 2W (substrate unloading process: step S8). The substrate W is passed from the transport robot CR to the transport robot IR, which stores it in the carrier C.

図8は、基板処理中の基板Wの上面付近の様子を説明するための模式図である。図8では、図示を簡略化するために、積層体102の全体を1つの層の断面として図示しているが、実際には、積層体102は、複数の絶縁層104および複数の犠牲層105を含んでいる。
エッチング処理液供給工程(ステップS2)において基板Wの上面にエッチング処理液を供給することによって、図8(a)に示すように、凹部110にエッチング処理液90が充填される(エッチング処理液充填工程)。
8 is a schematic diagram for explaining the state near the upper surface of the substrate W during substrate processing. In order to simplify the illustration, the entire stack 102 is illustrated as a cross section of one layer in Fig. 8, but in reality, the stack 102 includes a plurality of insulating layers 104 and a plurality of sacrificial layers 105.
In the etching liquid supplying step (step S2), the etching liquid is supplied to the upper surface of the substrate W, so that the etching liquid 90 is filled into the recess 110 as shown in FIG. 8A (etching liquid filling step).

その後、冷却工程(ステップS3)では、冷水によって、基板Wの下面側から基板Wが冷却される。これにより、基板Wを介してエッチング処理液90が冷却されて、基板Wの上面上のエッチング処理液90の温度がゲル化剤の凝固点以下の温度に達する。これにより、図8(b)に示すように、エッチング処理液90がエッチングゲル120に変化する(ゲル化工程)。エッチングゲル120は、凹部110内にも形成される。言い換えると、エッチングゲル120は、凹部110内に位置する内側ゲル121と、凹部110外に位置する外側ゲル122とを含む。 After that, in the cooling process (step S3), the substrate W is cooled from the lower surface side of the substrate W by cold water. As a result, the etching treatment liquid 90 is cooled through the substrate W, and the temperature of the etching treatment liquid 90 on the upper surface of the substrate W reaches a temperature below the freezing point of the gelling agent. As a result, as shown in FIG. 8(b), the etching treatment liquid 90 changes into an etching gel 120 (gelling process). The etching gel 120 is also formed in the recess 110. In other words, the etching gel 120 includes an inner gel 121 located in the recess 110 and an outer gel 122 located outside the recess 110.

その後、リンス液供給工程(ステップS4)において、リンス液ノズル11から吐出されるリンス液の温度は、ゲル化剤の融点以上の温度である。そのため、リンス液91が基板Wの上面に供給されることで、外側ゲル122がエッチング処理液に変化する。外側ゲル122のゾル化によって形成されたエッチング処理液は、リンス液とともに基板W外へ排出される。外側ゲル122のゾル化後にもリンス液の供給を継続することで、内側ゲル121において凹部110の開口部111に位置する部分(開口側部分123)がエッチング処理液に変化する。 After that, in the rinse liquid supply process (step S4), the temperature of the rinse liquid discharged from the rinse liquid nozzle 11 is equal to or higher than the melting point of the gelling agent. Therefore, when the rinse liquid 91 is supplied to the upper surface of the substrate W, the outer gel 122 changes into an etching treatment liquid. The etching treatment liquid formed by the solation of the outer gel 122 is discharged outside the substrate W together with the rinse liquid. By continuing to supply the rinse liquid even after the outer gel 122 is solated, the portion of the inner gel 121 located at the opening 111 of the recess 110 (opening side portion 123) changes into an etching treatment liquid.

開口側部分123のゾル化によって形成されたエッチング処理液は、リンス液によって置換されて凹部110内から除去される。その後、開口側部分123のゾル化によって形成されたエッチング処理液は、リンス液とともに基板W外へ排出される。このように、開口側部分123は、エッチング処理液に変化して凹部110から除去される(開口側部分除去工程)。 The etching liquid formed by the solation of the opening side portion 123 is replaced by the rinsing liquid and removed from within the recess 110. Thereafter, the etching liquid formed by the solation of the opening side portion 123 is discharged outside the substrate W together with the rinsing liquid. In this way, the opening side portion 123 is transformed into the etching liquid and removed from the recess 110 (opening side portion removal process).

一方、内側ゲル121において開口側部分123よりも底部112側の底側部分124は、開口側部分123よりも下面に近いため、冷水による冷却の影響を受けやすい。そのため、図8(c)に示すように、ゲル化剤の融点以上の温度を有するリンス液を基板Wの上面に供給しているにもかかわらず、底側部分124を、ゲルの状態に維持することができる。 On the other hand, the bottom side portion 124 of the inner gel 121, which is closer to the bottom 112 than the opening side portion 123, is closer to the underside than the opening side portion 123 and is therefore more susceptible to cooling by cold water. Therefore, as shown in FIG. 8(c), even though a rinsing liquid having a temperature equal to or higher than the melting point of the gelling agent is supplied to the upper surface of the substrate W, the bottom side portion 124 can be maintained in a gel state.

冷水の供給流量、リンス液91の供給流量等を調整することによって、リンス液91によって除去される内側ゲル121の量を調整できる。深さ方向DDにおいて凹部110の中央部よりも開口部111側の内側ゲル121がリンス液91によって除去されることが好ましい。
リンス液供給工程(ステップS4)の後、加熱工程(ステップS5)において、温水によって、基板Wの下面側から基板Wが加熱される。これにより、基板Wを介して内側ゲル121が加熱されて、内側ゲル121の温度がゲル化剤の融点以上の温度に達する。これにより、図8(d)に示すように、凹部110内に残留している底側部分124がエッチング処理液90に変化する(ゾル化工程)。
The amount of the inner gel 121 removed by the rinse liquid 91 can be adjusted by adjusting the supply flow rate of the cold water, the supply flow rate of the rinse liquid 91, etc. It is preferable that the inner gel 121 on the opening 111 side rather than the center of the recess 110 in the depth direction DD is removed by the rinse liquid 91.
After the rinsing liquid supplying step (step S4), in the heating step (step S5), the substrate W is heated from the lower surface side of the substrate W by hot water. As a result, the inner gel 121 is heated through the substrate W, and the temperature of the inner gel 121 reaches a temperature equal to or higher than the melting point of the gelling agent. As a result, as shown in FIG. 8D, the bottom portion 124 remaining in the recess 110 is transformed into the etching treatment liquid 90 (solization step).

このように、加熱工程では、第1主面に対するリンス液の供給が停止した後に、凹部110に残存するエッチングゲル120の温度を速やかに上昇させて凹部110に残留するエッチングゲル120をエッチング処理液90に変化させることができる。したがって、基板Wのエッチングを速やかに開始することができる。
加熱工程(ステップS5)において基板Wの下面に温水が供給されている間、基板Wの上面へのリンス液91の供給は停止されている。そのため、底側部分124のゾル化によって形成されたエッチング処理液90は、リンス液91によって即座に置換されることなく、エッチング処理液90に接触するリンス液91中にエッチング成分92が拡散する(エッチング成分拡散工程)。
In this way, in the heating step, after the supply of the rinsing liquid to the first main surface is stopped, the temperature of the etching gel 120 remaining in the recess 110 can be quickly increased to change the etching gel 120 remaining in the recess 110 into the etching treatment liquid 90. Therefore, etching of the substrate W can be started quickly.
During the heating step (step S5), while hot water is being supplied to the lower surface of the substrate W, the supply of the rinsing liquid 91 to the upper surface of the substrate W is stopped. Therefore, the etching treatment liquid 90 formed by the solation of the bottom portion 124 is not immediately replaced by the rinsing liquid 91, and the etching components 92 diffuse into the rinsing liquid 91 that comes into contact with the etching treatment liquid 90 (etching component diffusion step).

これにより、基板Wの上面において凹部110を区画する部分がエッチングされる(エッチング工程)。エッチングの詳細については、以下の通りである。
図8(e)に示すように、凹部110の底部112から開口部111に向かってエッチング成分92の濃度が薄くなるように、凹部110にエッチング成分92の濃度勾配が生じる。そのため、凹部110の開口部111から底部112に向かってエッチングの速度勾配が生じる。詳しくは、エッチング速度は、底部112側の方が開口部111側よりも大きい。したがって、積層体102の一対の側壁106のエッチング量は、凹部110の深さ方向DDにおいて底部112に近いほど大きい。これにより、凹部110がストレート形状に近づくように、底部112側における凹部110の幅Lが広がる。その結果、基板Wの上面に設けられる凹部110の深さ方向DDにおいて凹部110の幅Lの均一性を向上させることができる。
As a result, the portion defining the recess 110 is etched on the upper surface of the substrate W (etching step). Details of the etching are as follows.
As shown in FIG. 8E, a concentration gradient of the etching component 92 is generated in the recess 110 such that the concentration of the etching component 92 decreases from the bottom 112 of the recess 110 toward the opening 111. Therefore, an etching rate gradient is generated from the opening 111 of the recess 110 toward the bottom 112. In detail, the etching rate is higher on the bottom 112 side than on the opening 111 side. Therefore, the etching amount of the pair of side walls 106 of the stack 102 is larger closer to the bottom 112 in the depth direction DD of the recess 110. As a result, the width L of the recess 110 on the bottom 112 side is expanded so that the recess 110 approaches a straight shape. As a result, the uniformity of the width L of the recess 110 in the depth direction DD of the recess 110 provided on the upper surface of the substrate W can be improved.

供給再開工程(ステップS6)では、基板Wの上面へのリンス液91の供給が再開される。リンス液91の温度はゲル化剤の融点よりも高温であるため、凹部110内のエッチング処理液90がエッチングゲルに再び変化することを抑制できる。リンス液の再供給によって、図8(f)に示すように、凹部110のエッチング処理液をリンス液91によって凹部110から除去できる(エッチング処理液除去工程)。 In the supply resumption step (step S6), the supply of the rinsing liquid 91 to the upper surface of the substrate W is resumed. Since the temperature of the rinsing liquid 91 is higher than the melting point of the gelling agent, the etching treatment liquid 90 in the recess 110 can be prevented from changing back into an etching gel. By resupplying the rinsing liquid, the etching treatment liquid in the recess 110 can be removed from the recess 110 by the rinsing liquid 91, as shown in FIG. 8(f) (etching treatment liquid removal step).

供給再開工程(ステップS6)において、リンス液は、エッチング処理液90中のエッチング成分が凹部110内で拡散して、底部112側における凹部110の幅Lが適切に広げられた後に、凹部110内のエッチング処理液90を置換する。その結果、基板Wの上面に設けられる凹部110の深さ方向DDにおいて凹部110の幅Lの均一性を向上させることができる。 In the supply resumption process (step S6), the rinsing liquid replaces the etching liquid 90 in the recess 110 after the etching components in the etching liquid 90 have diffused within the recess 110 and the width L of the recess 110 on the bottom 112 side has been appropriately widened. As a result, the uniformity of the width L of the recess 110 in the depth direction DD of the recess 110 provided on the upper surface of the substrate W can be improved.

また、供給再開工程(ステップS6)では、基板Wに対する加熱が開始されて、凹部110に残存するエッチングゲル120の温度が上昇し、凹部110に残留するエッチングゲル120がエッチング処理液90に変化する。凹部110に残留するエッチングゲル120がエッチング処理液90に変化した後に、基板Wの上面へのリンス液91の供給が再開される。 In addition, in the supply resumption process (step S6), heating of the substrate W is started, the temperature of the etching gel 120 remaining in the recess 110 increases, and the etching gel 120 remaining in the recess 110 changes into the etching treatment liquid 90. After the etching gel 120 remaining in the recess 110 changes into the etching treatment liquid 90, the supply of the rinsing liquid 91 to the upper surface of the substrate W is resumed.

また、供給再開工程(ステップS6)において基板Wにリンス液91が供給されている間、温水によって、下方から基板Wが加熱される。すなわち、上面(第1主面)にリンス液を供給して凹部110内のエッチング処理液90を除去する際に、下面側(第2主面側)から基板Wが加熱される(補助加熱工程)。そのため、リンス液91の供給中に凹部110内のエッチング処理液90が温度低下することを抑制できる。したがって、凹部110内でエッチング処理液90がエッチングゲル120に変化して凹部110内にエッチング成分が残留することを抑制できる。 In addition, while the rinsing liquid 91 is being supplied to the substrate W in the supply resumption step (step S6), the substrate W is heated from below by the warm water. That is, when the rinsing liquid is supplied to the upper surface (first main surface) to remove the etching treatment liquid 90 in the recess 110, the substrate W is heated from the lower surface side (second main surface side) (auxiliary heating step). This makes it possible to prevent the temperature of the etching treatment liquid 90 in the recess 110 from decreasing while the rinsing liquid 91 is being supplied. This makes it possible to prevent the etching treatment liquid 90 in the recess 110 from changing into an etching gel 120 and causing etching components to remain in the recess 110.

その後、スピンドライ工程(ステップS7)において凹部110からリンス液が除去されることで、基板Wの上面が乾燥される。
第1実施形態によれば、既に凹部110が形成されている基板Wをさらにエッチングして、凹部110の深さ方向DDにおいて凹部110の幅Lの均一性を向上させることができる。
Thereafter, in a spin dry process (step S7), the rinsing liquid is removed from the recess 110, thereby drying the upper surface of the substrate W.
According to the first embodiment, the substrate W on which the recesses 110 are already formed can be further etched to improve the uniformity of the widths L of the recesses 110 in the depth direction DD of the recesses 110 .

第1実施形態によれば、マスク層103を積層構造とすることなく、凹部110の幅Lの均一性の向上を図ることができるため、マスク層103の形成を簡略化できる。
また、第1実施形態によれば、温水等の加熱流体の供給という簡易な手法で基板Wの下面を加熱することができ、冷水等の冷却流体の供給という簡易な手法で基板Wの下面を冷却することができる。
According to the first embodiment, the uniformity of the width L of the recess 110 can be improved without forming the mask layer 103 into a laminated structure, so that the formation of the mask layer 103 can be simplified.
Furthermore, according to the first embodiment, the underside of the substrate W can be heated by the simple method of supplying a heating fluid such as warm water, and the underside of the substrate W can be cooled by the simple method of supplying a cooling fluid such as cold water.

ここで、ゲル化剤が寒天である場合、ゲル化剤の融点は85℃以上93℃以下であり、ゲル化剤の凝固点は33℃以上45℃以下である。このような温度範囲の融点および凝固点を有するゲル化剤を用いる場合、上述の実施形態とは異なり、加熱流体の温度は、たとえば、85℃以上であり、冷却流体の温度は33℃以下である。つまり、冷却流体の温度は常温よりも高い場合がある。この場合であっても、基板Wの上面に供給されるエッチング処理液の温度は、当然凝固点よりも高く33℃よりも高いため、冷却流体によって冷却される。
ゲル化剤の凝固点は33℃以上45℃以下である場合には、冷却流体として、常温よりも高温な温水を用いることも可能である。
Here, when the gelling agent is agar, the melting point of the gelling agent is 85° C. or more and 93° C. or less, and the freezing point of the gelling agent is 33° C. or more and 45° C. or less. When a gelling agent having a melting point and a freezing point in such a temperature range is used, unlike the above-mentioned embodiment, the temperature of the heating fluid is, for example, 85° C. or more, and the temperature of the cooling fluid is 33° C. or less. In other words, the temperature of the cooling fluid may be higher than room temperature. Even in this case, the temperature of the etching processing liquid supplied to the upper surface of the substrate W is naturally higher than the freezing point and higher than 33° C., and is therefore cooled by the cooling fluid.
When the solidification point of the gelling agent is 33° C. or higher and 45° C. or lower, it is also possible to use hot water at a temperature higher than room temperature as the cooling fluid.

<エッチング処理液の供給方法>
図9A~図9Cは、基板Wに対するエッチング処理液の供給方法の第1例~第3例についてそれぞれ説明するための模式図である。
図9Aに示す供給方法の第1例では、エッチング処理液を貯留するエッチング処理液タンク140にエッチング処理液配管40が接続されており、エッチング処理液タンク140内のエッチング処理液がエッチング処理液配管40を介して、エッチング処理液ノズル10に供給される。エッチング処理液タンク140には、エッチング処理液タンク140にエッチング処理液を補充するエッチング処理液補充管133が接続されている。
<Method of Supplying Etching Solution>
9A to 9C are schematic views for explaining first to third examples of a method for supplying an etching processing liquid to a substrate W, respectively.
9A , an etching treatment liquid piping 40 is connected to an etching treatment liquid tank 140 that stores the etching treatment liquid, and the etching treatment liquid in the etching treatment liquid tank 140 is supplied to the etching treatment liquid nozzle 10 via the etching treatment liquid piping 40. An etching treatment liquid refill pipe 133 that refills the etching treatment liquid tank 140 with the etching treatment liquid is connected to the etching treatment liquid tank 140.

エッチング処理液配管40内のエッチング処理液の温度を調節する温度調節部材134によってエッチング処理液ノズル10に供給されるエッチング処理液の温度が調節されてもよい。エッチング処理液タンク140内のエッチング処理液の温度を調節するように構成されていてもよい。
図9Bに示す供給方法の第2例では、第1例とは異なり、エッチング処理液タンク140内でエッチング液およびゲル化剤液が混合されてエッチング処理液が形成される。
The temperature of the etching treatment liquid supplied to the etching treatment liquid nozzle 10 may be adjusted by a temperature adjustment member 134 that adjusts the temperature of the etching treatment liquid in the etching treatment liquid pipe 40. The etching treatment liquid tank 140 may be configured to adjust the temperature of the etching treatment liquid.
In the second example of the supply method shown in FIG. 9B, unlike the first example, the etching liquid and the gelling agent liquid are mixed in the etching liquid tank 140 to form the etching liquid.

エッチング液は、エッチング成分および溶媒を含有する液体であり、たとえば、DHF(希フッ酸)、または、APM(アンモニア過酸化水素水混合液)である。ゲル化剤液は、ゲル化剤および溶媒を含有する液体である。エッチング液に含有される溶媒、および、ゲル化剤液に含有される溶媒は、同種の液体であることが好ましく、たとえば、DIWであることが好ましい。 The etching solution is a liquid containing an etching component and a solvent, for example, DHF (dilute hydrofluoric acid) or APM (ammonia hydrogen peroxide mixture). The gelling agent liquid is a liquid containing a gelling agent and a solvent. It is preferable that the solvent contained in the etching solution and the solvent contained in the gelling agent liquid are the same type of liquid, for example, DIW.

エッチング処理液タンク140にエッチング処理液配管40が接続されており、エッチング処理液タンク140内のエッチング処理液がエッチング処理液配管40を介して、エッチング処理液ノズル10に供給される。エッチング処理液タンク140には、エッチング処理液タンク140にエッチング液を補充するエッチング液補充管138と、エッチング処理液タンク140にゲル化剤液を補充するゲル化剤液補充管139とが接続されている。 An etching liquid piping 40 is connected to the etching liquid tank 140, and the etching liquid in the etching liquid tank 140 is supplied to the etching liquid nozzle 10 via the etching liquid piping 40. An etching liquid refill pipe 138 that refills the etching liquid tank 140 with etching liquid, and a gelling agent liquid refill pipe 139 that refills the etching liquid tank 140 with gelling agent liquid are connected to the etching liquid tank 140.

図9Cに示す供給方法の第3例では、エッチング液およびゲル化剤液が混合配管130内で混合されてエッチング処理液が形成され、混合配管130内で形成されたエッチング処理液がエッチング処理液ノズル10から吐出されることによって基板Wの上面に供給される(エッチング処理液供給工程)。混合配管130は、複数の液体を混合するための配管であり、たとえば、ミキシングバルブである。 In a third example of the supply method shown in FIG. 9C, the etching liquid and the gelling agent liquid are mixed in the mixing pipe 130 to form an etching treatment liquid, and the etching treatment liquid formed in the mixing pipe 130 is discharged from the etching treatment liquid nozzle 10 to be supplied to the upper surface of the substrate W (etching treatment liquid supply process). The mixing pipe 130 is a pipe for mixing multiple liquids, and is, for example, a mixing valve.

エッチング液は、エッチング液配管131を介して、エッチング液タンク141から混合配管130へ供給される。ゲル化剤液は、ゲル化剤液配管132を介して、ゲル化剤液タンク142から混合配管130へ供給される。混合配管130内で形成されたエッチング処理液は、エッチング処理液配管40を介してエッチング処理液ノズル10に供給される。 The etching liquid is supplied from the etching liquid tank 141 to the mixing pipe 130 via the etching liquid pipe 131. The gelling agent liquid is supplied from the gelling agent liquid tank 142 to the mixing pipe 130 via the gelling agent liquid pipe 132. The etching treatment liquid formed in the mixing pipe 130 is supplied to the etching treatment liquid nozzle 10 via the etching treatment liquid pipe 40.

エッチング液配管131およびゲル化剤液配管132には、対応する配管内の流路を開閉する複数のバルブ(エッチング液バルブ135Aおよびゲル化剤液バルブ136A)がそれぞれ介装されている。エッチング液配管131およびゲル化剤液配管132には、対応する配管内の液体の流量を調整する複数の流量調整バルブ(エッチング液液流量調整バルブ135Bおよびゲル化剤液流量調整バルブ136B)がそれぞれ介装されている。 The etching liquid pipe 131 and the gelling agent liquid pipe 132 are each provided with a plurality of valves (etching liquid valve 135A and gelling agent liquid valve 136A) that open and close the flow paths in the corresponding pipes. The etching liquid pipe 131 and the gelling agent liquid pipe 132 are each provided with a plurality of flow rate adjustment valves (etching liquid flow rate adjustment valve 135B and gelling agent liquid flow rate adjustment valve 136B) that adjust the flow rate of the liquid in the corresponding pipe.

<第1実施形態に係る基板処理の変形例>
図10および図11は、ぞれぞれ、基板処理の第1変形例および第2変形例を説明するためのタイムチャートである。
図10に示す基板処理の第1変形例では、図6に示す基板処理とは異なり、供給再開工程(ステップS6)において、基板Wの加熱が実行されない。詳しくは、リンス液バルブ51Aが開かれる一方で、流体バルブ52Aおよび加熱流体バルブ54が閉じられる。これにより、基板Wの下面に対する温水の供給が停止され、その一方で、基板Wの上面にリンス液が供給される。
<Modification of Substrate Processing According to First Embodiment>
10 and 11 are time charts for explaining a first modified example and a second modified example of the substrate processing, respectively.
6, in the first modified substrate processing shown in Fig. 10, heating of the substrate W is not performed in the supply restart step (step S6). More specifically, the rinsing liquid valve 51A is opened, while the fluid valve 52A and the heating fluid valve 54 are closed. This stops the supply of hot water to the lower surface of the substrate W, while the rinsing liquid is supplied to the upper surface of the substrate W.

基板処理の第1変形例においても、リンス液ノズル11から吐出されるリンス液の温度は、ゲル化剤の融点以上の温度である。そのため、リンス液によって、凹部110内のエッチング処理液の温度低下を抑制できる。そのため、基板Wの上面上に残留しているエッチング処理液を、エッチングゲルに変化させることなく、リンス液とともに基板W外に排出できる。 Even in the first modified example of the substrate processing, the temperature of the rinse liquid discharged from the rinse liquid nozzle 11 is equal to or higher than the melting point of the gelling agent. Therefore, the rinse liquid can suppress a decrease in temperature of the etching processing liquid in the recess 110. Therefore, the etching processing liquid remaining on the upper surface of the substrate W can be discharged outside the substrate W together with the rinse liquid without changing into an etching gel.

図11に示す基板処理の第2変形例では、図6に示す基板処理とは異なり、ステップS5において、加熱工程が実行されない。
具体的には、冷却停止工程(ステップS5)では、まず、リンス液バルブ51Aおよび冷却流体バルブ53を閉じてリンス液および冷水の吐出を停止させる。冷水の吐出を停止させることによって、基板Wの下面に対する冷却が停止される(冷却停止工程)。
The second modified example of the substrate processing shown in FIG. 11 differs from the substrate processing shown in FIG. 6 in that the heating step is not performed in step S5.
Specifically, in the cooling stop step (step S5), first, the rinsing liquid valve 51A and the cooling fluid valve 53 are closed to stop the discharge of the rinsing liquid and the cold water. By stopping the discharge of the cold water, the cooling of the lower surface of the substrate W is stopped (cooling stop step).

基板Wの下面に対する冷却を停止することによって基板Wの温度が徐々に上昇し、基板Wの上面に残留しているエッチングゲル120がエッチング処理液に変化する(ゾル化工程)。基板Wの加熱を行うことなく冷却の停止によってエッチングゲル120をエッチング処理液に変化させるためには、ゲル化剤の融点が室温よりも低いことが好ましい。エッチング処理液のゾル化によって形成されたエッチング処理液によって基板Wがエッチングされる(エッチング工程)。基板処理の第2変形例では、ステップS5において、基板Wを加熱する場合と比較して、エッチングゲル120のゾル化に時間を要する可能性があるものの、エッチングゲル120のゾル化が可能である。 By stopping the cooling of the lower surface of the substrate W, the temperature of the substrate W gradually rises, and the etching gel 120 remaining on the upper surface of the substrate W changes into an etching treatment liquid (solization process). In order to change the etching gel 120 into an etching treatment liquid by stopping the cooling without heating the substrate W, it is preferable that the melting point of the gelling agent is lower than room temperature. The substrate W is etched by the etching treatment liquid formed by the solation of the etching treatment liquid (etching process). In the second modified example of substrate processing, in step S5, it may take more time to solize the etching gel 120 compared to when the substrate W is heated, but it is possible to solize the etching gel 120.

図示しないが、冷却停止工程(ステップS5)および供給再開工程(ステップS6)のいずれにおいても、温水等の加熱流体による基板Wの加熱が実行されない場合もあり得る。この場合、下側流体ノズル12に加熱流体の供給のための配管等を設ける必要がないので、基板処理装置1の構成を簡略化できる。
また、下方からの基板Wの加熱は、冷却停止工程(ステップS5)の全期間において継続されている必要はないし、供給再開工程(ステップS6)の全期間において継続されている必要はない。すなわち、基板Wの加熱は、冷却停止工程の一部の期間において実行されてもよいし、供給再開工程の一部の期間において実行されてもよい。ただし、冷却停止工程(ステップS5)において、加熱時間が長いほど、エッチングゲル120を速やかにエッチング処理液に変化させることができる。また、供給再開工程(ステップS6)において、加熱時間が長いほど、エッチングゲル120のゾル化を効果的に抑制できる。
Although not shown, there may be a case where the substrate W is not heated by a heating fluid such as hot water in either the cooling stop step (step S5) or the supply restart step (step S6). In this case, since there is no need to provide piping or the like for supplying a heating fluid to the lower fluid nozzle 12, the configuration of the substrate processing apparatus 1 can be simplified.
Moreover, the heating of the substrate W from below does not need to be continued throughout the entire period of the cooling stop step (step S5), nor does it need to be continued throughout the entire period of the supply restart step (step S6). That is, the heating of the substrate W may be performed during a part of the period of the cooling stop step, or during a part of the period of the supply restart step. However, the longer the heating time in the cooling stop step (step S5), the more quickly the etching gel 120 can be changed into an etching treatment liquid. Furthermore, the longer the heating time in the supply restart step (step S6), the more effectively the etching gel 120 can be suppressed from becoming a solubilized.

<第2実施形態に係る基板処理装置の構成>
図12は、第2実施形態に係る基板処理装置1Pの構成を説明するための平面図である。
第2実施形態に係る基板処理装置1Pが第1実施形態に係る基板処理装置1(図3を参照)と主に異なる点は、処理ユニット2が、ウェット処理ユニット2Wおよびドライ処理ユニット2Dを含む点である。図12において、前述の図1~図11に示された構成と同等の構成については、図1等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。後述する図13~図14Bについても同様である。
<Configuration of the Substrate Processing Apparatus According to the Second Embodiment>
FIG. 12 is a plan view for illustrating the configuration of a substrate processing apparatus 1P according to the second embodiment.
The substrate processing apparatus 1P according to the second embodiment differs from the substrate processing apparatus 1 according to the first embodiment (see FIG. 3) mainly in that the processing unit 2 includes a wet processing unit 2W and a dry processing unit 2D. In FIG. 12, the same reference numerals as in FIG. 1 to FIG. 11 are used for the same components as in FIG. 1 and the description thereof will be omitted. The same applies to FIG. 13 to FIG. 14B described later.

図12に示す例では、搬送ロボットIR側の2つの処理タワーTWが、複数のウェット処理ユニット2Wによって構成されており、搬送ロボットIRとは反対側の2つの処理タワーTWが、複数のドライ処理ユニット2Dによって構成されている。第2実施形態に係るウェット処理ユニット2Wの構成は、第1実施形態に係るウェット処理ユニット2Wの構成(図3に示す構成)と同じである。 In the example shown in FIG. 12, the two processing towers TW on the transport robot IR side are composed of multiple wet processing units 2W, and the two processing towers TW on the opposite side of the transport robot IR are composed of multiple dry processing units 2D. The configuration of the wet processing unit 2W according to the second embodiment is the same as the configuration of the wet processing unit 2W according to the first embodiment (the configuration shown in FIG. 3).

ドライ処理ユニット2Dは、基板Wの上面に対してドライエッチング処理を実行するユニットである。ドライエッチング処理は、たとえば、反応性イオンエッチング法(RIE:Reactive Ion Etching)によるドライエッチング処理である。ドライ処理ユニット2Dは、たとえば、チャンバ4内に配置されたプラズマ発生ユニット70を有する。プラズマ発生ユニット70は、基板Wを所定の位置に保持し、プラズマを発生させるユニットである。プラズマ発生ユニット70にエッチングガスを供給することで、イオンを基板Wの上面に衝突させて基板Wをエッチングすることができる。 The dry processing unit 2D is a unit that performs a dry etching process on the upper surface of the substrate W. The dry etching process is, for example, a dry etching process using reactive ion etching (RIE). The dry processing unit 2D has, for example, a plasma generating unit 70 arranged in the chamber 4. The plasma generating unit 70 is a unit that holds the substrate W at a predetermined position and generates plasma. By supplying an etching gas to the plasma generating unit 70, ions can be collided with the upper surface of the substrate W to etch the substrate W.

<第2実施形態に係る基板処理の一例>
図13は、第2実施形態に係る基板処理装置1Pによって基板処理の一例が行われているときの基板Wの様子を説明するための模式図である。第2実施形態に係る基板処理が、第1実施形態に係る基板処理(図5を参照)と主に異なる点は、ドライ処理ユニット2Dによって基板Wの上面に対してドライエッチング処理が実行される点である。
<Example of Substrate Processing According to Second Embodiment>
13 is a schematic diagram for explaining the state of the substrate W during an example of substrate processing performed by the substrate processing apparatus 1P according to the second embodiment. The substrate processing according to the second embodiment differs from the substrate processing according to the first embodiment (see FIG. 5) mainly in that a dry etching process is performed on the upper surface of the substrate W by the dry processing unit 2D.

以下では、主に図12および図13を参照して、第2実施形態に係る基板処理が第1実施形態に係る基板処理(図5を参照)と異なる点について説明する。
まず、未処理の基板Wは、搬送ロボットIR,CR(図12も参照)によってキャリアCからドライ処理ユニット2Dに搬入される(第1搬入工程:ステップS10)。ドライ処理ユニット2Dに搬入された基板Wに対してドライエッチング処理が実行される(ドライエッチング工程:ステップS11)。
Hereinafter, differences between the substrate processing according to the second embodiment and the substrate processing according to the first embodiment (see FIG. 5) will be described mainly with reference to FIGS.
First, an unprocessed substrate W is carried from the carrier C to the dry processing unit 2D by the transport robots IR and CR (see also FIG. 12) (first carrying-in step: step S10). The substrate W carried into the dry processing unit 2D is subjected to dry etching processing (dry etching step: step S11).

ドライエッチング工程(ステップS11)の後、搬送ロボットCRがドライ処理ユニット2Dに進入し、プラズマ発生ユニット70から基板Wを受け取り、ドライ処理ユニット2D外へと搬出する(第1搬出工程:ステップS12)。ドライ処理ユニット2Dから搬出された基板Wは、搬送ロボットCRによって、ウェット処理ユニット2Wに搬入され、スピンチャック5に渡される(第2搬入工程:ステップS13)。 After the dry etching process (step S11), the transport robot CR enters the dry processing unit 2D, receives the substrate W from the plasma generating unit 70, and transports it out of the dry processing unit 2D (first transport process: step S12). The substrate W transported out of the dry processing unit 2D is transported by the transport robot CR into the wet processing unit 2W and handed over to the spin chuck 5 (second transport process: step S13).

ウェット処理ユニット2W内において、エッチング処理液供給工程(ステップS2)~スピンドライ工程(ステップS7)が実行される。その後、搬送ロボットCRがウェット処理ユニット2Wに進入し、基板Wをスピンチャック5から受け取り、ウェット処理ユニット2W外へと搬出する(第2搬出工程:ステップS14)
ウェット処理ユニット2Wから搬出された基板Wは、搬送ロボットCRから搬送ロボットIRへと渡され、搬送ロボットIRによって、キャリアCに収納される。
In the wet processing unit 2W, the etching processing liquid supply step (step S2) to the spin dry step (step S7) are performed. After that, the transport robot CR enters the wet processing unit 2W, receives the substrate W from the spin chuck 5, and unloads the substrate W from the wet processing unit 2W (second unloading step: step S14).
The substrate W unloaded from the wet processing unit 2W is handed over from the transport robot CR to the transport robot IR, and stored in the carrier C by the transport robot IR.

図14Aに示すように、ドライエッチング処理が実行される前の基板Wの上面おいてマスク層103が形成されていない領域には、凹部110が形成されていない。ドライ処理ユニット2Dを用いて図14Bに示すようにドライエッチング処理が実行されることによって、基板Wの上面においてマスク層103が形成されていない領域に凹部110を形成することができる。 As shown in FIG. 14A, before the dry etching process is performed, no recesses 110 are formed in the areas of the upper surface of the substrate W where the mask layer 103 is not formed. By performing the dry etching process using the dry processing unit 2D as shown in FIG. 14B, recesses 110 can be formed in the areas of the upper surface of the substrate W where the mask layer 103 is not formed.

<その他の実施形態>
この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、さらに他の形態で実施することができる。
たとえば、第1実施形態に係る基板処理の対象となる基板Wの構成は、図1に示すものに限られない。凹部が形成されている主面を有する基板Wであれば、第1実施形態に係る基板処理に用いることができる。たとえば、図1の凹部110は、積層体102に形成されているが、凹部110は、積層体102に形成されている必要はなく、単一の絶縁層によって構成されている部分に形成されてもよいし、単一の半導体層であってもよい。第2実施形態に係る基板処理の対象となる基板Wにおいても、積層体102が設けられている必要はない。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be embodied in other forms.
For example, the configuration of the substrate W to be subjected to the substrate processing according to the first embodiment is not limited to that shown in Fig. 1. Any substrate W having a main surface on which a recess is formed can be used for the substrate processing according to the first embodiment. For example, the recess 110 in Fig. 1 is formed in the stack 102, but the recess 110 does not have to be formed in the stack 102, and may be formed in a portion constituted by a single insulating layer or a single semiconductor layer. The stack 102 does not have to be provided in the substrate W to be subjected to the substrate processing according to the second embodiment.

上述の各実施形態では、下方からの基板Wの冷却および加熱は、下側流体ノズル12から吐出される流体によって実行される。しかしながら、上述の各実施形態とは異なり、たとえば、図15Aに示すように、基板Wに下方から対向する冷却部材としてのクーリングプレート151を有する冷却ユニット150によって基板Wが冷却されてもよいし、図15Bに示すように、基板Wに下方から対向する加熱部材としてのホットプレート161を有する加熱ユニット160によって基板Wが加熱されてもよい。 In each of the above-described embodiments, cooling and heating of the substrate W from below is performed by fluid ejected from the lower fluid nozzle 12. However, unlike each of the above-described embodiments, for example, as shown in FIG. 15A, the substrate W may be cooled by a cooling unit 150 having a cooling plate 151 as a cooling member facing the substrate W from below, or as shown in FIG. 15B, the substrate W may be heated by a heating unit 160 having a hot plate 161 as a heating member facing the substrate W from below.

図15Aに示す冷却ユニット150は、クーリングプレート151と、クーリングプレート151の下面に連結されクーリングプレート151を昇降させる昇降軸152とを含む。クーリングプレート151は、平面視円形状の冷却面を有する。冷却面は、基板Wよりもわずかに小さい。冷却面は、たとえば、クーリングプレート151の上面によって構成されている。 The cooling unit 150 shown in FIG. 15A includes a cooling plate 151 and an elevating shaft 152 that is connected to the lower surface of the cooling plate 151 and raises and lowers the cooling plate 151. The cooling plate 151 has a cooling surface that is circular in plan view. The cooling surface is slightly smaller than the substrate W. The cooling surface is formed, for example, by the upper surface of the cooling plate 151.

クーリングプレート151には、たとえば、内蔵冷却流体管153が内蔵されている。内蔵冷却流体管153には、内蔵冷却流体管153に冷却流体を供給する冷却流体供給管154と、内蔵冷却流体管153から冷却流体を排出する冷却流体排出管155とが接続されている。冷却流体供給管154には、冷却流体供給管154内の流路開閉する冷却流体供給バルブ156が介装されている。 The cooling plate 151 includes, for example, a built-in cooling fluid pipe 153. The built-in cooling fluid pipe 153 is connected to a cooling fluid supply pipe 154 that supplies cooling fluid to the built-in cooling fluid pipe 153, and a cooling fluid discharge pipe 155 that discharges the cooling fluid from the built-in cooling fluid pipe 153. The cooling fluid supply pipe 154 is provided with a cooling fluid supply valve 156 that opens and closes the flow path in the cooling fluid supply pipe 154.

昇降軸152には、モータ等のアクチュエータを含む昇降機構157が接続されている。クーリングプレート151は、昇降機構157によって、基板Wの下面に接する接触位置と、基板Wの下面から離間した離間位置との間で昇降される。昇降機構157は、電動モータ等のアクチュエータを含む。クーリングプレート151は、ゲル化剤の凝固点以下の温度を有しており、基板Wの下面をゲル化剤の凝固点以下の温度に冷却することができる。 A lifting mechanism 157 including an actuator such as a motor is connected to the lifting shaft 152. The cooling plate 151 is raised and lowered by the lifting mechanism 157 between a contact position in contact with the lower surface of the substrate W and a spaced position spaced apart from the lower surface of the substrate W. The lifting mechanism 157 includes an actuator such as an electric motor. The cooling plate 151 has a temperature below the freezing point of the gelling agent, and can cool the lower surface of the substrate W to a temperature below the freezing point of the gelling agent.

クーリングプレート151によって下方から基板Wを冷却することによって、基板Wの下面をその全域に亘って高い均一性で冷却することができる。
図15Bに示す加熱ユニット160は、ホットプレート161と、ホットプレート161の下面に連結されホットプレート161を昇降させる昇降軸162とを含む。ホットプレート161は、平面視円形状の加熱面を有する。加熱面は、基板Wよりもわずかに小さい。加熱面は、たとえば、ホットプレート161の上面によって構成されている。
By cooling the substrate W from below with the cooling plate 151, the lower surface of the substrate W can be cooled with high uniformity over its entire area.
15B includes a hot plate 161 and an elevation shaft 162 that is connected to the lower surface of the hot plate 161 and raises and lowers the hot plate 161. The hot plate 161 has a heating surface that is circular in plan view. The heating surface is slightly smaller than the substrate W. The heating surface is formed by, for example, the upper surface of the hot plate 161.

ホットプレート161には、たとえば、ヒータ163が内蔵されている。ヒータ163には、給電線164が接続されており、給電線164を介して、電源等の通電ユニット165から電力が供給される。
昇降軸162には、モータ等のアクチュエータを含む昇降機構166が接続されている。ホットプレート161は、昇降機構166によって、基板Wの下面に接する接触位置と、基板Wの下面から離間した離間位置との間で昇降される。ホットプレート161は、基板Wの下面に接する接触位置と、基板Wの下面から離間した離間位置との間で昇降可能である。昇降機構166は、電動モータ等のアクチュエータを含む。ホットプレート161は、ゲル化剤の融点以上の温度を有しており、基板Wの下面をゲル化剤の融点以上の温度に加熱することができる。
The hot plate 161 includes, for example, a built-in heater 163. A power supply line 164 is connected to the heater 163, and power is supplied to the heater 163 from a power supply unit 165 such as a power source via the power supply line 164.
A lifting mechanism 166 including an actuator such as a motor is connected to the lifting shaft 162. The hot plate 161 is raised and lowered by the lifting mechanism 166 between a contact position in contact with the lower surface of the substrate W and a spaced position spaced from the lower surface of the substrate W. The hot plate 161 can be raised and lowered between a contact position in contact with the lower surface of the substrate W and a spaced position spaced from the lower surface of the substrate W. The lifting mechanism 166 includes an actuator such as an electric motor. The hot plate 161 has a temperature equal to or higher than the melting point of the gelling agent, and can heat the lower surface of the substrate W to a temperature equal to or higher than the melting point of the gelling agent.

ホットプレート161によって下方から基板Wを加熱することによって、基板Wの下面をその全域に亘って高い均一性で加熱することができる
図示しないが、温度を切り換えることができる構成であれば、単一のプレートをクーリングプレートおよびホットプレートの両方として機能させることができる。
また、下方からの基板Wの冷却および加熱のいずれか一方を、流体を用いて行い、もう一方を、プレートを用いて行うことも可能である。具体的には、基板Wとスピンベース21との間にホットプレート161を設け、図15Bに二点鎖線で示すように、ホットプレート161の上面から露出する下側流体ノズル12から冷却流体を吐出できるように構成することが可能である。逆に、基板Wとスピンベース21との間にクーリングプレート151を設け、図15Aに二点鎖線で示すように、クーリングプレート151の上面から露出する下側流体ノズル12から加熱流体を吐出できるように構成することも可能である。
By heating the substrate W from below with the hot plate 161, the underside of the substrate W can be heated with high uniformity over its entire area. Although not shown, if the configuration allows the temperature to be switched, a single plate can function as both a cooling plate and a hot plate.
It is also possible to use a fluid to cool or heat the substrate W from below, and a plate to cool or heat the substrate W from below. Specifically, a hot plate 161 may be provided between the substrate W and the spin base 21, and a cooling fluid may be discharged from the lower fluid nozzle 12 exposed from the upper surface of the hot plate 161, as shown by the two-dot chain line in Fig. 15B. Conversely, a cooling plate 151 may be provided between the substrate W and the spin base 21, and a heating fluid may be discharged from the lower fluid nozzle 12 exposed from the upper surface of the cooling plate 151, as shown by the two-dot chain line in Fig. 15A.

上述の各実施形態では、第1主面を上方に向けて基板処理が行われる。しかしながら、上述の実施形態とは異なり、第1主面を下方に向けて基板処理が実行されてもよい。すなわち、基板Wの下面にエッチング処理液およびリンス液が供給され、基板Wの上面に冷却流体および加熱流体が供給されてもよい。当然、冷却にクーリングプレートを用いる場合には、基板Wの上面にクーリングプレートを対向させて基板Wの上面を冷却できる。同様に加熱にホットプレートを用いる場合には、基板Wの上面にホットプレートを対向させて基板Wの上面を加熱できる。 In each of the above-described embodiments, substrate processing is performed with the first main surface facing upward. However, unlike the above-described embodiments, substrate processing may also be performed with the first main surface facing downward. That is, an etching processing liquid and a rinsing liquid may be supplied to the lower surface of the substrate W, and a cooling fluid and a heating fluid may be supplied to the upper surface of the substrate W. Of course, when a cooling plate is used for cooling, the upper surface of the substrate W can be cooled by placing the cooling plate opposite the upper surface of the substrate W. Similarly, when a hot plate is used for heating, the upper surface of the substrate W can be heated by placing the hot plate opposite the upper surface of the substrate W.

エッチング処理液供給工程(ステップS2)におけるエッチング液の吐出が停止された後に、基板Wの下面に向けて冷水が供給される。しかしながら、エッチング液の吐出よりも前に冷水の供給が開始されてもよいし、エッチング液の吐出中に冷水の供給が開始されてもよい。
また、上述の第1実施形態では、複数のウェット処理ユニット2Wが、搬送ロボットIR,CRおよびコントローラ3とともに、基板処理装置1に備えられている。しかしながら、基板処理装置は、単一のウェット処理ユニット2Wのみによって構成されていてもよい。言い換えると、ウェット処理ユニット2Wが基板処理装置の一例であってもよい。
After the discharge of the etching liquid in the etching treatment liquid supply step (step S2) is stopped, cold water is supplied toward the lower surface of the substrate W. However, the supply of cold water may be started before the discharge of the etching liquid, or may be started during the discharge of the etching liquid.
In the first embodiment described above, the substrate processing apparatus 1 is provided with a plurality of wet processing units 2W, together with the transport robots IR, CR and the controller 3. However, the substrate processing apparatus may be configured with only a single wet processing unit 2W. In other words, the wet processing unit 2W may be an example of the substrate processing apparatus.

また、基板処理装置1とは別に設けられたドライ処理装置を用いてドライエッチング処理を実行してもよい。すなわち、基板処理装置1には、処理ユニット2としてウェット処理ユニット2Wのみが設けられており、ウェット処理ユニット2Wでの基板処理が実行される前の基板Wに対して、ドライ処理装置を用いてドライエッチング処理を実行してもよい。 The dry etching process may also be performed using a dry processing device provided separately from the substrate processing apparatus 1. That is, the substrate processing apparatus 1 is provided with only a wet processing unit 2W as the processing unit 2, and the dry etching process may be performed using the dry processing device on the substrate W before the substrate processing is performed in the wet processing unit 2W.

なお、上述の実施形態では、「水平」、「鉛直」といった表現を用いたが、厳密に「水平」、「鉛直」であることを要しない。すなわち、これらの各表現は、製造精度、設置精度等のずれを許容するものである。
その他、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変更を行うことができる。
In the above embodiment, the terms "horizontal" and "vertical" are used, but they do not necessarily have to be strictly "horizontal" and "vertical." In other words, these terms allow for deviations in manufacturing precision, installation precision, and the like.
In addition, various modifications can be made within the scope of the claims.

1 :基板処理装置
1P :基板処理装置
2W :ウェット処理ユニット(基板処理装置)
2D :ドライ処理ユニット
10 :エッチング処理液ノズル(エッチング処理液供給部材)
11 :リンス液ノズル(リンス液供給部材)
12 :下側流体ノズル(冷却部材、加熱部材)
90 :エッチング処理液
91 :リンス液
92 :エッチング成分
110 :凹部
111 :開口部
112 :底部
120 :エッチングゲル
123 :開口側部分
124 :底側部分(凹部に残留するゲル)
151 :クーリングプレート(冷却部材)
161 :ホットプレート(加熱部材)
D :深さ
W :基板
1: Substrate processing apparatus 1P: Substrate processing apparatus 2W: Wet processing unit (substrate processing apparatus)
2D: Dry processing unit 10: Etching processing liquid nozzle (etching processing liquid supply member)
11: Rinse liquid nozzle (rinse liquid supply member)
12: Lower fluid nozzle (cooling member, heating member)
90: Etching solution 91: Rinse solution 92: Etching component 110: Recess 111: Opening 112: Bottom 120: Etching gel 123: Opening side portion 124: Bottom side portion (gel remaining in the recess)
151: Cooling plate (cooling member)
161: Hot plate (heating member)
D: Depth W: Substrate

Claims (20)

第1主面および前記第1主面とは反対側の第2主面を有する基板を処理する基板処理方法であって、
エッチング成分およびゲル化剤を含有するエッチング処理液を前記第1主面に供給するエッチング処理液供給工程と、
前記エッチング処理液供給工程の後、前記ゲル化剤の凝固点以下の温度に前記第2主面を冷却する冷却工程と、
前記第2主面に対する冷却を継続しつつ、前記ゲル化剤の融点以上の温度を有するリンス液を前記第1主面に供給するリンス液供給工程と、
前記リンス液供給工程の後に、前記第2主面に対する冷却を停止する冷却停止工程とを含む、基板処理方法。
1. A substrate processing method for processing a substrate having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface, comprising:
an etching treatment liquid supplying step of supplying an etching treatment liquid containing an etching component and a gelling agent to the first main surface;
a cooling step of cooling the second main surface to a temperature equal to or lower than a freezing point of the gelling agent after the etching treatment liquid supplying step;
a rinsing liquid supplying step of supplying a rinsing liquid having a temperature equal to or higher than a melting point of the gelling agent to the first main surface while continuing to cool the second main surface;
the cooling stopping step of stopping cooling of the second main surface after the rinsing liquid supplying step.
前記冷却停止工程が、前記融点以上の温度に前記第2主面を加熱する加熱工程を含む、請求項1に記載の基板処理方法。 The substrate processing method according to claim 1, wherein the cooling stop step includes a heating step of heating the second main surface to a temperature equal to or higher than the melting point. 前記加熱工程が、前記第2主面に対して、前記融点以上の温度を有する加熱流体を供給することによって、前記第2主面側から前記基板を加熱する工程を含む、請求項2に記載の基板処理方法。 The substrate processing method according to claim 2, wherein the heating step includes a step of heating the substrate from the second main surface side by supplying a heating fluid having a temperature equal to or higher than the melting point to the second main surface. 前記加熱工程が、前記第2主面に下方から対向し前記融点以上の温度を有するホットプレートによって、前記第2主面側から前記基板を加熱する工程を含む、請求項2または3に記載の基板処理方法。 The substrate processing method according to claim 2 or 3, wherein the heating step includes a step of heating the substrate from the second main surface side by a hot plate facing the second main surface from below and having a temperature equal to or higher than the melting point. 前記冷却工程が、前記第2主面に対して、前記凝固点以下の温度を有する冷却流体を供給することによって前記第2主面側から前記基板を冷却する工程を含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の基板処理方法。 The substrate processing method according to any one of claims 1 to 4, wherein the cooling step includes a step of cooling the substrate from the second main surface side by supplying a cooling fluid having a temperature below the freezing point to the second main surface. 前記冷却工程が、前記第2主面に下方から対向し前記凝固点以下の温度を有するクーリングプレートによって、前記第2主面側から前記基板を冷却する工程を含む、請求項5に記載の基板処理方法。 The substrate processing method according to claim 5, wherein the cooling step includes a step of cooling the substrate from the second main surface side by a cooling plate facing the second main surface from below and having a temperature below the freezing point. 前記基板の前記第1主面には、開口部および底部を有する凹部が形成されている、請求項1~6のいずれか一項に記載の基板処理方法。 The substrate processing method according to any one of claims 1 to 6, wherein a recess having an opening and a bottom is formed on the first main surface of the substrate. 前記凹部の深さが0.5μm以上1.5μm以下であり、
前記凹部のアスペクト比が20以上100以下である、請求項7に記載の基板処理方法。
The depth of the recess is 0.5 μm or more and 1.5 μm or less,
The substrate processing method according to claim 7 , wherein the recess has an aspect ratio of 20 or more and 100 or less.
前記冷却工程が、前記凹部内の前記エッチング処理液をゲルに変化させるゲル化工程を含み、
前記リンス液供給工程が、前記ゲルにおいて前記凹部の前記開口部に位置する開口側部分を前記エッチング処理液に変化させ前記開口側部分を前記凹部から除去する開口側部分除去工程を含み、
前記冷却停止工程が、前記凹部に残留する前記ゲルを前記エッチング処理液に変化させるゾル化工程を含む、請求項8に記載の基板処理方法。
the cooling step includes a gelling step of changing the etching solution in the recess into a gel;
the rinsing liquid supplying step includes an opening side portion removing step of changing an opening side portion of the gel located at the opening of the recess into the etching liquid and removing the opening side portion from the recess,
The substrate processing method according to claim 8 , wherein the cooling stopping step includes a solation step of converting the gel remaining in the recess into the etching processing liquid.
前記ゾル化工程によって形成された前記エッチング処理液中のエッチング成分を、前記リンス液供給工程において前記凹部に進入している前記リンス液中に拡散させるエッチング成分拡散工程を含む、請求項9に記載の基板処理方法。 The substrate processing method according to claim 9, further comprising an etching component diffusing step of diffusing the etching components in the etching processing liquid formed by the solation step into the rinsing liquid that has entered the recess in the rinsing liquid supplying step. 前記冷却停止工程の後に、前記リンス液の供給を再開する供給再開工程をさらに含み、
前記供給再開工程が、前記ゾル化工程によって形成された前記エッチング処理液を前記リンス液によって除去するエッチング処理液除去工程を含む、請求項9または10に記載の基板処理方法。
The method further includes a supply resumption step of resuming the supply of the rinsing liquid after the cooling stopping step,
11. The substrate processing method according to claim 9, wherein the supply resumption step includes an etching processing liquid removal step of removing the etching processing liquid formed in the solation step by using the rinsing liquid.
前記冷却停止工程の後に、前記リンス液の供給を再開する供給再開工程をさらに含む、請求項1~8のいずれか一項に記載の基板処理方法。 The substrate processing method according to any one of claims 1 to 8, further comprising a supply restart step of restarting the supply of the rinsing liquid after the cooling stop step. 前記供給再開工程において前記基板に前記リンス液が供給されている間、前記第2主面側から前記基板を加熱する補助加熱工程をさらに含む、請求項11または12に記載の基板処理方法。 The substrate processing method according to claim 11 or 12, further comprising an auxiliary heating step of heating the substrate from the second main surface side while the rinsing liquid is being supplied to the substrate in the supply resumption step. 前記エッチング処理液供給工程の前に、前記基板の前記第1主面に対してドライエッチング処理を実行するドライエッチング工程をさらに含む、請求項1~13のいずれか一項に記載の基板処理方法。 The substrate processing method according to any one of claims 1 to 13, further comprising a dry etching process for performing a dry etching process on the first main surface of the substrate before the etching liquid supply process. 第1主面および前記第1主面とは反対側の第2主面を有する基板を処理する基板処理装置であって、
前記第1主面に、エッチング成分およびゲル化剤を含有するエッチング処理液を供給するエッチング処理液供給部材と、
前記ゲル化剤の凝固点以下の温度に前記第2主面を冷却する冷却部材と、
前記第1主面に前記ゲル化剤の融点以上の温度を有するリンス液を供給するリンス液供給部材とを含む、基板処理装置。
1. A substrate processing apparatus for processing a substrate having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface,
an etching treatment liquid supplying member for supplying an etching treatment liquid containing an etching component and a gelling agent to the first main surface;
a cooling member that cools the second main surface to a temperature equal to or lower than the freezing point of the gelling agent;
a rinse liquid supplying member that supplies a rinse liquid having a temperature equal to or higher than a melting point of the gelling agent to the first main surface.
前記冷却部材は、前記第1主面上に前記エッチング処理液が付着している状態の前記基板を冷却し、
前記リンス液供給部材は、前記冷却部材によって冷却されている状態の前記基板の前記第1主面に前記リンス液を供給する、請求項15に記載の基板処理装置。
the cooling member cools the substrate with the etching treatment liquid adhering to the first main surface,
The substrate processing apparatus according to claim 15 , wherein the rinsing liquid supplying member supplies the rinsing liquid to the first main surface of the substrate in a state cooled by the cooling member.
前記融点以上の温度に前記第2主面を加熱する加熱部材をさらに含む、請求項15または16に記載の基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 15 or 16, further comprising a heating member that heats the second main surface to a temperature equal to or higher than the melting point. 前記基板の前記第1主面には、開口部および底部を有する凹部が形成されている、請求項15~17のいずれか一項に記載の基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to any one of claims 15 to 17, wherein a recess having an opening and a bottom is formed on the first main surface of the substrate. 前記凹部の深さが0.5μm以上1.5μm以下であり、
前記凹部のアスペクト比が20以上100以下である、請求項18に記載の基板処理装置。
The depth of the recess is 0.5 μm or more and 1.5 μm or less,
The substrate processing apparatus according to claim 18 , wherein the recess has an aspect ratio of 20 or more and 100 or less.
前記基板の前記第1主面に対してドライエッチング処理を実行するドライ処理ユニットをさらに含む、請求項15~19のいずれか一項に記載の基板処理装置。
The substrate processing apparatus according to claim 15, further comprising a dry processing unit that performs a dry etching process on the first main surface of the substrate.
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