JP2003151950A

JP2003151950A - 基板処理装置及び基板処理方法

Info

Publication number: JP2003151950A
Application number: JP2001349074A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Furukawa; 孝弘古川; Shigenori Kitahara; 重徳北原; Haruo Iwazu; 春生岩津; Takashi Matsumoto; 隆松本; Tsukasa Hirayama; 司平山
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2001-11-14
Filing date: 2001-11-14
Publication date: 2003-05-23

Abstract

(57)【要約】【課題】必要な処理精度を維持しつつ，エッチング等
の処理液のライフタイムを延ばすことができ，かつ，高
精度な濃度測定が可能となる基板処理装置及び基板処理
方法を提供する。【解決手段】基板Ｗに処理液ＤＨＦを供給して，所定
の処理量の処理を施す基板処理装置３５において，処理
液ＤＨＦの温度を検出する温度検出手段と，処理液の濃
度を検出する濃度検出手段と，処理が開始されてからの
経過時間を検出する時間検出部７７と，処理液ＤＨＦの
温度，処理液ＤＨＦの濃度及び処理継続時間と，処理液
ＤＨＦによる基板Ｗに対する処理量との関係を記憶した
記憶部７５と，前記関係に基づいて処理量の演算値を求
め，前記処理量の演算値を前記経過時間によって積算し
た積算演算値を求める演算部７６とを備え，前記処理量
の積算演算値に応じて処理を停止させることとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，例えば半導体ウェ
ハ等の基板を処理する基板処理装置及び基板処理方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体デバイスの製造プロセスに
おいて，半導体ウェハ（以下，「ウェハ」という。）に
対してフッ酸（ＨＦ）等のエッチング液を供給すること
により，ウェハをエッチング処理する基板処理装置が用
いられている。かような基板処理装置では，例えば，ウ
ェハを処理槽に収納しておき，純水（ＤＩＷ）とＨＦ水
溶液とを混合して所定濃度の希釈ＨＦ水溶液（ＤＨＦ）
を調製し，このＤＨＦを処理槽に供給し，ウェハを所定
時間浸漬してエッチング処理を行う。また，処理槽内の
エッチング液を循環させ液流を発生させることにより，
処理むらを抑制している。このエッチングプロセスにお
いては，その精度が重要視される。エッチングの処理量
はエッチング液の温度，濃度及び時間に依存することが
知られており，従来はエッチング処理の精度を維持すべ
く，エッチング液の温度，濃度の安定が図られていた。
また，エッチング液の濃度測定には高い精度が要求さ
れ，種々の濃度計が使用されているが，特に超音波濃度
計は設置スペース，コスト等の点において優れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，従来の
基板処理装置にあっては，例えばウェハを処理槽に収納
する際に，ウェハに付着した純水がエッチング液に混入
する等の外因による影響があるため，エッチング液の濃
度を安定させることが困難であった。また，エッチング
液として使用するＤＨＦの濃度は非常に小さいため，処
理槽内のＤＨＦにＨＦを補充して所定濃度に再調製する
ことは困難であった。そのため，処理槽内のエッチング
液を交換する必要があり，エッチング液のライフタイム
が短い原因となっていた。さらに，従来の基板処理装置
において超音波濃度計によるエッチング液の濃度測定を
行う場合は，エッチング液を循環させるポンプ等による
圧力変動，配管内で発生する乱流等の影響があるため，
エッチング液を循環させながら測定すると，高精度な濃
度測定値を得ることができない問題があった。

【０００４】従って本発明の目的は，必要な処理精度を
維持しつつ，エッチング等の処理液のライフタイムを延
ばすことができ，かつ，高精度な濃度測定が可能となる
基板処理装置及び基板処理方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に，本発明によれば，基板に処理液を供給して，所定の
処理量の処理を施す基板処理装置であって，処理液の温
度を検出する温度検出手段と，処理液の濃度を検出する
濃度検出手段と，処理が開始されてからの経過時間を検
出する時間検出部と，処理液の温度，処理液の濃度及び
処理経続時間と，処理液による基板に対する処理量との
関係を記憶した記憶部と，前記関係に基づいて処理量の
演算値を求め，前記処理量の演算値を前記経過時間によ
って積算した積算演算値を求める演算部とを備え，前記
処理量の積算演算値に応じて処理を停止させることを特
徴とする基板処理装置が提供される。この基板処理装置
にあっては，処理液の温度及び濃度の変化を取り込んだ
処理量の積算演算値と，その経過時間を求めることがで
きる。そして，これに応じて処理を停止させることによ
り，所望の量の処理を施すことができる。従って，処理
液の温度及び濃度を厳しい基準で安定させる必要がない
ので，温度及び濃度が変化しても処理液を頻繁に交換す
る必要がない。これにより処理液のライフタイムを延ば
すことができ，さらに，処理液のコストを低減すること
ができる。

【０００６】この基板処理装置にあっては，処理液が通
過する主管に分岐管を設け，前記濃度検出手段を前記分
岐管に設けることが好ましい。この場合，処理液の圧力
変動，配管内で発生する乱流等の影響を回避して，処理
液の濃度を測定することができる。また，前記濃度検出
手段は超音波濃度計であつても良い。この場合，濃度計
の超音波が，処理液の圧力変動，配管内で発生する乱流
等の影響を受けないので，高精度な濃度測定が可能とな
る。

【０００７】また，本発明によれば，基板に処理液を供
給して，基板表面に処理を施す基板処理装置であって，
処理液の温度を検出する温度検出手段と，所定時間毎に
処理液の濃度を検出する濃度検出手段と，前記温度検出
手段と前記濃度検出手段の検出結果に基づいて，所定時
間毎に基板表面の処理量を演算し，前記処理量の演算値
を積算した積算演算値を求める演算部を備え，前記積算
演算値に基づき処理を停止させることを特徴とする基板
処理装置が提供される。

【０００８】さらにまた，本発明によれば，処理液を貯
留する処理槽に基板を浸漬させ，基板表面に処理を施す
基板処理装置であって，処理槽内の処理液を循環させる
循環ラインと，循環ラインより径が小さく，循環ライン
から分岐し，再び処理槽に処理液を戻す分岐ラインと，
処理液の温度を検出する温度検出手段を設け，前記循環
ラインに，所定時間毎に処理液の濃度を検出する濃度検
出手段を設け，前記温度検出手段と前記濃度検出手段の
検出結果に基づいて，所定時間毎に基板表面の処理量を
演算し，前記処理量の演算値を積算した積算演算値を求
める演算部を備えたことを特徴とする基板処理装置が提
供される。

【０００９】この基板処理装置にあっては，前記温度検
出手段の検出と前記濃度検出手段の検出とを同期させる
ことが好ましい。この場合，積算演算値の誤差を小さく
することができる。

【００１０】さらに，処理液を補充する補充手段を備え
ても良い。この場合，処理液の濃度を再調整することが
できるので，処理液のライフタイムを延ばすことができ
る。

【００１１】この基板処理装置にあっては，処理量を実
測する処理量実測部を設けても良い。さらに前記演算部
は，処理量の実測値と前記処理量の積算演算値を比較す
ることが好ましい。そして前記演算部は，前記比較から
前記関係を最適化することが好ましい。この場合，より
高精度な処理量の積算演算値を求めることができ，処理
精度を向上させることができる。

【００１２】また，本発明によれば，基板に処理液を供
給して，所定の処理量の処理を施す基板処理方法であっ
て，処理液の温度及び濃度を検出する工程と，処理が開
始されてからの経過時間を検出する工程と，処理液の温
度と，処理液の濃度と，前記温度と濃度を有する処理液
による処理継続時間と，前記処理液による基板に対する
処理量との関係に基づいて，処理量の演算値を求める工
程と，前記処理量の演算値を前記経過時間によって積算
した積算演算値を求める工程と，前記処理量の積算演算
値が所定の処理量に達したときに処理を停止させる工程
とを有することを特徴とする基板処理方法が提供され
る。

【００１３】この基板処理方法にあっては，前記処理量
の積算演算値を，所定の濃度の範囲内で求めることが好
ましい。この場合，真の処理量と処理量の積算演算値と
の誤差が小さくなるので，処理精度を向上させることが
できる。

【００１４】さらに，前記検出した濃度が所望の濃度の
範囲外である場合に，処理液を補充する工程を有しても
よい。この場合，使用した処理液の濃度を再調整するこ
とができるので，処理液を全て交換する必要はない。従
って，処理液のライフタイムを延ばすことができる。

【００１５】また，処理量を実測して実測値を求める工
程を有してもよい。さらに，前記処理量の実測値と前記
処理量の積算演算値を比較する工程を有することが好ま
しい。そして，前記比較から前記関係を最適化する工程
を有することが好ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下，本発明の好ましい実施の形
態を，基板の一例としてウェハをエッチング処理する基
板処理装置としての薬液槽に基づいて説明する。図１
は，本実施の形態にかかる基板処理装置３５を組み込ん
だ処理システム１の一実施形態を示す斜視図であり，図
２はその平面図である。図１及び図２に示すように，処
理システム１は，ウェハＷが水平状態で収納されたキャ
リアＣを搬入出し，また保管等する搬入出部２と，ウェ
ハＷに所定の薬液を用いた液処理を行い，また乾燥処理
等を行う液処理部４と，搬入出部２と液処理部４との間
でウェハＷを搬送するインターフェイス部３とで主に構
成されている。

【００１７】搬入出部２は，所定枚数，例えば２５枚の
ウェハＷを略水平に所定間隔で収納可能であって，その
一側面がウェハＷの搬入出口となっており，この搬入出
口が蓋体により開閉可能となっている構造を有するキャ
リアＣを載置するためのステージ１１が形成されたキャ
リア搬入出部５と，キャリアＣを保持するキャリア保持
部材１３が所定数配設され，複数のキャリアＣが保管可
能となっているキャリアストック部６が構成されてい
る。ステージ１１に載置された液処理前のウェハＷが収
納されたキャリアＣは，キャリア搬送装置１２によりキ
ャリアストック部６へ搬入され，一方，液処理を終了し
たウェハＷが収納されたキャリアＣは，キャリアストッ
ク部６からキャリア搬送装置１２を用いて，ステージ１
１へと搬出される。

【００１８】キャリア搬入出部５とキャリアストック部
６との間にはシャッター１４が設けられており，キャリ
ア搬入出部５とキャリアストック部６との間でのキャリ
アＣの受け渡しの際にシャッター１４が開かれ，それ以
外のときにはキャリア搬入出部５とキャリアストック部
６との間の雰囲気分離を行うべく，シャッター１４は閉
じた状態とされる。

【００１９】キャリア搬送装置１２は，例えば，少なく
ともキャリアＣをＸ方向に移動させることが可能なよう
に駆動される多関節アームまたは伸縮アーム等のアーム
１２ａを有しており，このようなアーム１２ａがキャリ
アＣを把持してキャリアＣの搬送を行う。また，キャリ
ア搬送装置１２は，図示しないＹ軸駆動機構とＺ軸駆動
機構により，Ｙ方向及びＺ方向（高さ方向）へも駆動可
能となっており，これにより所定位置に配設されたキャ
リア保持部材１３にキャリアＣを載置することが可能と
なっている。

【００２０】キャリア保持部材１３は，図２では，キャ
リアストック部６を形成する壁面近傍に設けられてお
り，各箇所において高さ方向に複数段に，例えば４段に
設けられている。キャリアストック部６は，液処理前の
ウェハＷが収納されたキャリアＣを一時的に保管し，ま
た，ウェハＷが取り出された内部が空となったキャリア
Ｃを保管する役割を果たす。

【００２１】キャリアストック部６とインターフェイス
部３との境界には窓部１６が形成されており，この窓部
１６のキャリアストック部６側には，キャリアＣの蓋体
が窓部１６に対面するようにキャリアＣを載置すること
ができるように，キャリア保持部材１３と同様の構造を
有する検査／搬入出ステージ１５が配設されている。な
お，検査／搬入出ステージ１５を配設することなく，窓
部１６に対面した所定のスペースにおいてキャリア搬送
装置１２がキャリアＣを所定時間保持するようにしても
よい。

【００２２】窓部１６のキャリアストック部６側には，
検査／搬入出ステージ１５に載置されたキャリアＣの蓋
体の開閉を行うための蓋体開閉機構１７が設けられてお
り，窓部１６およびキャリアＣの蓋体を開けた状態とす
ることで，キャリアＣ内のウェハＷをインターフェイス
部３側へ搬出することが可能となっており，逆に，イン
ターフェイス部３側から空のキャリアＣ内へウェハＷを
搬入することも可能である。なお，蓋体開閉機構１７は
窓部１６のインターフェイス部３側に設けてもよい。

【００２３】窓部１６のインターフェイス部３側には，
キャリアＣ内のウェハＷの枚数を計測するためのウェハ
検査装置１８が配設されている。ウェハ検査装置１８
は，例えば，送信部と受信部を有する赤外線センサヘッ
ドを，キャリアＣ内に収納されたウェハＷのＸ方向端近
傍においてＺ方向にスキャンさせながら，送信部と受信
部との間で赤外線の透過光または反射光の信号を検知し
て，ウェハＷの枚数を検査する。ここで，ウェハ検査装
置１８としては，ウェハＷの枚数の検査と並行して，ウ
ェハＷの収納状態，例えば，キャリアＣ内にウェハＷが
所定のピッチで平行に１枚ずつ配置されているかどう
か，ウェハＷが段差ずれして斜めに収納されていないか
どうか等を検出する機能を具備したものを用いることが
好ましい。また，ウェハＷの収納状態を確認した後に，
同センサを用いてウェハＷの枚数を検出するようにして
もよい。

【００２４】なお，ウェハＷの枚数のみを検査するウェ
ハ検査装置は，例えば，キャリアＣ内でのウェハＷの段
差ずれ等が，経験上，殆ど生ずることがない場合等に用
いられ，ウェハＷの収納状態のみを検査するウェハ検出
装置は，例えば，ウェハＷの収納枚数に過不足が生ずる
ことが経験上，極めて少ない回数でしか発生しない場合
等に用いることができる。

【００２５】キャリア搬送装置１２とウェハ検査装置１
８とは，キャリア搬送装置制御部９０によってその動作
が制御される。例えば，キャリア搬送装置制御部９０
は，キャリアＣ内のウェハＷの枚数をウェハ検査装置１
８により検査した後に，そのキャリアＣをキャリアスト
ック部６に保管するように，キャリア搬送装置１２を制
御する。なお，キャリア搬送装置制御部９０により，シ
ャッター１４の開閉や窓部１６の開閉，蓋体開閉機構１
７の動作がキャリア搬送装置１２の動きに連動して制御
される。

【００２６】インターフェイス部３には，ウェハ搬入出
装置１９と，ウェハ移し替え装置２１と，ウェハ搬送装
置２２が配設されており，ウェハ移し替え装置２１は，
ウェハ搬入出装置１９との間でウェハＷの受け渡しを行
い，かつ，ウェハＷの姿勢を変換する姿勢変換機構２１
ａと，姿勢変換機構２１ａとウェハ搬送装置２２との間
でウェハＷの受け渡しを行うウェハ垂直保持機構２１ｂ
から構成されている。

【００２７】ウェハ搬入出装置１９は，窓部１６を通し
てキャリアＣ内のウェハＷを搬出して姿勢変換機構２１
ａへ受け渡し，また，液処理が終了したウェハＷを姿勢
変換機構２１ａから受け取ってキャリアＣへ搬入する。
このウェハ搬入出装置１９は，未処理のウェハＷの搬送
を行うアーム１９ａと，液処理済みのウェハＷの搬送を
行うアーム１９ｂの２系統のアームを有し，アーム１９
ａ・１９ｂは，キャリアＣ内に収納された複数のウェハ
Ｗを一括して保持することができるように，キャリアＣ
内におけるウェハＷの配列ピッチに適合させて，所定数
ほどＺ方向に所定間隔で並べられている。また，図２に
示した状態において，アーム１９ａ・１９ｂは矢印Ａ方
向に移動（スライド）または伸縮自在であり，かつ，Ｚ
方向に所定距離昇降可能となっている。さらに，ウェハ
搬入出装置１９全体はθ方向に回転可能に構成されてお
り，これにより，アーム１９ａ・１９ｂは，検査／搬入
出ステージ１５に載置されたキャリアＣおよび姿勢変換
機構２１ａのいずれにもアクセス可能となっている。

【００２８】ウェハ搬入出装置１９の駆動形態は，例え
ば，次の通りである。先ず，アーム１９ａがウェハ移し
替え装置２１側にあり，矢印Ａ方向がＸ方向と一致して
いる状態において，アーム１９ａを移動（スライド）ま
たは伸長させてウェハＷの下側に挿入し，アーム１９ａ
を所定距離上昇させてウェハＷをアーム１９ａに保持さ
せ，その後アーム１９ａを逆方向に移動（スライド）ま
たは縮ませることで，キャリアＣ内のウェハＷを搬出す
る。次いで，ウェハ搬入出装置１９全体を図２において
反時計回りに９０度（°）回転させて，矢印Ａ方向がＹ
方向と一致し，かつ，アーム１９ａが液処理部４側にあ
る状態としてアーム１９ａを移動（スライド）または伸
縮させることで，アーム１９ａに保持したウェハＷを姿
勢変換機構２１ａへ受け渡すことができる。

【００２９】一方，矢印Ａ方向がＹ方向と一致し，か
つ，アーム１９ｂが液処理部４側にある状態として，ア
ーム１９ｂを移動（スライド）または伸縮させて姿勢変
換機構２１ａから液処理済みのウェハＷを取り出した
後，ウェハ搬入出装置１９全体を図２において時計回り
に９０°回転させて矢印Ａ方向とＸ方向とを一致させ，
かつ，アーム１９ｂがウェハ移し替え装置２１側にある
状態として，アーム１９ｂを移動（スライド）または伸
縮させることで，アーム１９ｂに保持されたウェハＷを
空のキャリアＣへ搬入することができる。

【００３０】ウェハ搬入出装置１９を用いたウェハＷの
搬送は，ウェハＷを略水平状態として行われるが，ウェ
ハＷの洗浄はウェハＷを略垂直状態として行う必要があ
ることから，姿勢変換機構２１ａにおいてウェハＷの姿
勢変換を行う。姿勢変換機構２１ａは，例えば，ウェハ
搬入出装置１９におけるウェハＷの配列ピッチに合わせ
てウェハＷを保持するための溝等が形成されたガイド部
材等を有しており，このガイド部材等が複数のウェハＷ
を保持して所定方向に約９０°回転することで，複数の
ウェハＷを水平状態から垂直状態へと変換する。こうし
て垂直状態に変換されたウェハＷは，ウェハ搬送装置２
２へ受け渡される前に，一旦，ウェハ垂直保持機構２１
ｂへ受け渡される。

【００３１】ウェハ垂直保持機構２１ｂは，キャリアＣ
内のウェハ配列ピッチの半分の配列ピッチでウェハＷを
収納することができるように溝部が形成された構造を有
しており，２個のキャリアＣ内に収納された合計５０枚
のウェハＷを収納することができるようになっている。
こうして２個のキャリアＣ内に収納されたウェハＷは同
時に液処理することができる。ウェハ垂直保持機構２１
ｂは，姿勢変換機構２１ａとの間でウェハＷの受け渡し
が可能な位置と，ウェハ搬送装置２２のチャック２８ａ
〜２８ｃとの間でウェハＷの受け渡しが可能な位置との
間でスライド自在であり，略垂直状態のウェハＷをウェ
ハＷの下側で保持しつつ，ウェハ搬送装置２２側へスラ
イドした際にウェハ搬送装置２２のチャック２８ａ〜２
８ｃと衝突しない構造を有している。

【００３２】ウェハ移し替え装置２１におけるウェハＷ
の配列ピッチの調整は，例えば，次のようにして行われ
る。先ず，１個目のキャリアＣから２５枚のウェハＷを
ウェハ搬入出装置１９により姿勢変換機構２１ａへ移し
替える。次に，姿勢変換機構２１ａは，ウェハＷを略垂
直状態に姿勢変換してウェハ垂直保持機構２１ｂに受け
渡す。この時点では，ウェハ垂直保持機構２１ｂに受け
渡されたウェハＷの配列ピッチはキャリアＣ内での配列
ピッチと同じである。続いて，２個目のキャリアＣから
２５枚のウェハＷをウェハ搬入出装置１９により姿勢変
換機構２１ａへ移し替える。その後に姿勢変換機構２１
ａはウェハＷを略垂直状態に姿勢変換してウェハ垂直保
持機構２１ｂに受け渡すが，このときウェハ垂直保持機
構２１ｂの位置をウェハＷの配列方向に配列ピッチの半
分の距離だけずらしておくことで，ウェハ垂直保持機構
２１ｂにキャリアＣ内での配列ピッチの半分の配列ピッ
チでウェハＷを保持することができる。

【００３３】ウェハ搬送装置２２は，ウェハ垂直保持機
構２１ｂとの間で垂直状態のウェハＷの受け渡しを行
い，未処理のウェハＷを液処理部４へ搬入し，逆に，液
処理等の終了したウェハＷを液処理部４から搬出して，
ウェハ垂直保持機構２１ｂに受け渡す。ウェハ搬送装置
２２においては，ウェハＷは３本のチャック２８ａ〜２
８ｃにより保持される。

【００３４】ウェハ搬送装置２２がウェハ垂直保持機構
２１ｂとの間でウェハＷの受け渡しを行い，また，液処
理部４へウェハＷを搬送することができるように，ウェ
ハ搬送装置２２は，ガイドレール２３に沿ってＸ方向に
移動し，液処理部４へ進入／退出することができるよう
になっている。また，液処理後のウェハＷに損傷や位置
ずれ等の発生がないかどうかを確認するために，ウェハ
垂直保持機構２１ｂとウェハ搬送装置２２との間でウェ
ハＷの受け渡しが行われる位置に，ウェハＷの配列状態
を検査する検出センサ２７が設けられている。なお，検
出センサ２７は，このような位置に限定されず，ウェハ
Ｗが，液処理後ウェハ搬入出位置１９へ搬送されるまで
の間で検査を行うことができる位置にあればよい。

【００３５】インターフェイス部３には，ウェハ垂直保
持機構２１ｂとウェハ搬送装置２２との間でウェハＷの
受け渡しが行われる場所の横に，パーキングエリア９ａ
が設けられており，このパーキングエリア９ａには，例
えば，未処理のウェハＷを待機させることが可能となっ
ている。例えば，液処理または乾燥処理があるロットの
ウェハＷについて行われており，ウェハ搬送装置２２を
運転させることが必要でない時間を利用して，次に液処
理を開始すべきウェハＷをパーキングエリア９ａに搬送
しておく。これにより，例えば，キャリアストック部６
からウェハＷを搬送してくる場合と比較すると，ウェハ
Ｗの液処理ユニット７への移動時間を短縮することが可
能となり，スループットを向上させることができる。

【００３６】液処理部４は，液処理ユニット７と，乾燥
ユニット８と，パーキングエリア９ｂから構成されてお
り，インターフェイス部３側から，乾燥ユニット８，液
処理ユニット７，パーキングエリア９ｂの順で配置され
ている。ウェハ搬送装置２２は，Ｘ方向に延在するガイ
ドレール２３に沿って液処理部４内を移動することがで
きるようになっている。

【００３７】パーキングエリア９ｂは，パーキングエリ
ア９ａと同様に，未処理のウェハＷを待機させる場所で
ある。液処理または乾燥処理があるロットのウェハＷに
ついて行われており，ウェハ搬送装置２２を運転させる
ことが必要でない時間を利用して，次に液処理を開始す
べきウェハＷがパーキングエリア９ｂへ搬送される。パ
ーキングエリア９ｂは液処理ユニット７に隣接している
ことから，液処理開始にあたって，ウェハＷの移動時間
を短縮することが可能となり，スループットを向上させ
ることができる。

【００３８】液処理ユニット７には，図２に示すよう
に，パーキングエリア９ｂ側から，第１の基板処理装置
３１，第１の基板処理装置３２，第２の基板処理装置３
３，第２の基板処理装置３４，第３の基板処理装置３
５，第３の基板処理装置３６が順に配置されている。ま
た，第１の基板処理装置３１内の薬液槽と第１の基板処
理装置３２内の水洗槽との間でウェハＷを搬送するため
の第１の搬送装置３７，第２の基板処理装置３３内の薬
液槽と第１の基板処理装置３４内の水洗槽との間でウェ
ハＷを搬送するための第２の搬送装置３８，第３の基板
処理装置３５内の薬液槽（後述する薬液槽４８）と第１
の基板処理装置３６内の水洗槽との間でウェハＷを搬送
するための第３の搬送装置３９を備えている。

【００３９】例えば，第１の基板処理装置３１内の薬液
槽には，有機性汚れ除去や表面金属不純物除去を行うた
めに，１３０℃前後に加熱されたＳＰＭ液（濃硫酸と過
酸化水素水の混合溶液）が貯留されている。また第２の
基板処理装置３３内の薬液槽には，パーティクル等の付
着物を除去するための薬液，例えばＳＣ−１液（アンモ
ニアと過酸化水素と水の混合溶液）が貯留されており，
第３の基板処理装置３５内の薬液槽には，ウェハＷの表
面に形成された酸化膜をエッチングするためのエッチン
グ液，例えば希フッ酸（ＤＨＦ）が貯留されている。エ
ッチング液としては，希フッ酸の他，フッ酸（ＨＦ）と
フッ化アンモニウムとの混合物（バッファドフッ酸（Ｂ
ＨＦ））を用いることもできる。また，ウェハＷの表面
に形成された窒化膜をエッチングする場合は，エッチン
グ液としてリン酸を用いることができる。

【００４０】第１から第３の基板処理装置３２，３４，
３６内の水洗槽は，それぞれ第１から第３の基板処理装
置３１，３３，３５内の薬液槽による液処理によってウ
ェハＷに付着した薬液を除去するものであり，例えば，
オーバーフローリンスやクイックダンプリンス等の各種
の水洗手法が用いられる。

【００４１】第１の搬送装置３７は，Ｚ方向に昇降可能
な駆動機構を有しており，ウェハ搬送装置２２から受け
渡されたウェハＷを下降させて第１の基板処理装置３１
内の薬液槽に浸して所定時間経過後に引き上げ，次い
で,ウェハＷをＸ方向に平行移動させてウェハＷを第１
の基板処理装置３２内の水洗槽に浸して所定時間保持
し，引き上げるように動作する。第１の基板処理装置３
２内の水洗槽での処理を終えたウェハＷは，一度，ウェ
ハ搬送装置２２のチャック２８ａ〜２８ｃに戻された
後，ウェハ搬送装置２２から第２の搬送装置３８へ搬送
される。第２および第３の搬送装置３８，３９は，第１
の搬送装置３７と同様の構成を有し，また，同様に動作
する。なお，ウェハ搬送装置２２と第１から第３の搬送
装置３７〜３９との間でのウェハＷの受け渡しは，それ
ぞれ第１から第３の基板処理装置３２，３４，３６内の
水洗槽上で行うことが好ましい。これは，ウェハ搬送装
置２２を第１から第３の基板処理装置３１，３３，３５
内の薬液槽の上部に停止させた場合には，薬液の蒸気等
によってウェハ搬送装置２２が汚染され，また，損傷を
受けることを防ぐためである。

【００４２】乾燥ユニット８には，水洗槽２４とウェハ
搬送装置２２のチャック２８ａ〜２８ｃを洗浄するチャ
ック洗浄機構２６が配設されており，水洗槽２４の上部
には，例えばイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）の蒸気
が供給されてウェハＷを乾燥する乾燥室（図示せず）が
設けられている。また，水洗槽２４と乾燥室との間でウ
ェハＷを搬送する搬送装置２５が設けられており，水洗
槽２４で水洗されたウェハＷが搬送装置２５で引き上げ
られ，乾燥室においてＩＰＡ乾燥されるようになってい
る。搬送装置２５はＸ方向の移動ができない他は前述し
た第１の搬送装置３７等と同様に構成されており，ウェ
ハ搬送装置２２との間でウェハＷの受け渡しが可能とな
っている。

【００４３】さらに，インターフェイス部３には，ウェ
ハＷの処理面の状態を検査する処理量実測部４２が設置
されている。処理量実測部４２は，例えば液処理部４に
おいて処理を終えたウェハＷの中から１枚を搬入装置４
３によって抜き取って搬入し，搬入されたウェハＷに施
されているエッチング量を実測することができる。処理
量実測部４３内には，図３に示すように，例えば光線４
４をウェハＷ表面の酸化膜４５に対して発する発光器４
６と，ウェハＷ表面から反射した光線４４を受光する受
光器４７が設けられている。光線４４の反射によって，
酸化膜４５の厚さを知ることができ，これによりエッチ
ング量を測定することができる。処理量実測部４３は制
御部６６に信号入力装置として接続されている。処理量
実測部４３において検出されたエッチング量の実測値Ｒ
Ｅは，後述の制御部６６に検出信号として送信される。
なお，処理量実測部４３はこのような位置に限定され
ず，ウェハＷに対して液処理後に検査を行うことができ
る位置にあればよい。

【００４４】次に，エッチング液（希フッ酸（ＤＨ
Ｆ））によってウェハＷの表面に形成された酸化膜をエ
ッチングする基板処理装置である，本実施の形態に係る
第３の基板処理装置３５について説明する。図４は，Ｄ
ＨＦを循環流通させた場合における基板処理装置３５の
回路系統の説明図である。基板処理装置３５内に備えら
れた薬液槽４８はウェハＷを収納するのに充分な大きさ
を有する箱形の内槽５０と外槽５１から構成されてい
る。内槽５０の上面は開口しており，この上面の開口部
を介してウェハＷが内槽５０の内部に挿入される。外槽
５１は，内槽５０の上端からオーバーフローしたＤＨＦ
を受けとめるように，内槽５０の開口部を取り囲んで装
着されている。

【００４５】内槽５０と外槽５１との間には，ウェハＷ
のエッチング処理中にＤＨＦを循環流通させて供給する
循環供給回路５４が接続されている。この循環供給回路
５４の一方は外槽５１の底面に接続されており，循環供
給回路５４の途中には，ポンプ５６，温度制御部５８，
フィルタ６０が順に配列され，循環供給回路５４の他方
は内槽５０内のノズルに接続されている。従って，内槽
５０から外槽５１にオーバーフローしたＤＨＦは循環供
給回路５４に流入し，ポンプ５６の稼働によって温度制
御部５８，フィルタ６０の順に通過し温調及び清浄化さ
れた後，ノズルを経て再び内槽５０内に供給されるよう
になっている。ノズルは外槽５１の下方に配置されてお
り，ウェハＷの表面に向かってＤＨＦを供給するように
構成されている。

【００４６】温度制御部５８は，内槽５０内のＤＨＦが
所定の処理温度よりも低く又は高くならないように，循
環供給回路５４から内槽５０内に供給されるＤＨＦをウ
ェハＷの浸漬前に予め冷却又は加熱しておく機能を有し
ている。このように，予め冷却又は加熱されたＤＨＦを
内槽５０内に供給することにより，内槽５０内のＤＨＦ
の温度を，例えば２４℃といった温度等に設定し維持す
ることが可能となる。また，温度制御部５８は，制御部
６６に接続されている。例えば，温度制御部５８はヒー
タと熱交換器及び冷却水供給手段とから構成されてお
り，熱交換器内部に冷却水を導入する冷却水供給路の途
中に配置された弁とヒータが，制御部６６に接続されて
いる。そして，制御部６６はこの送信に基づいて，必要
に応じて所定の制御信号をヒータ又は弁の何れかに送信
する構成になっている。なお，薬液槽４８で行われるエ
ッチング量の調整は，後述する関係式（１）に基づき経
過時間Ｔによって行うので，温度制御部５８による調整
温度に多少の変動や，設定温度との誤差が生じても，十
分なエッチング処理精度を維持することができる。

【００４７】循環供給回路５４の途中には，循環供給回
路５４内のＤＨＦを外槽５１に流入させる分岐管６２が
接続されており，さらに分岐管６２には，ＤＨＦの温度
Ｙ及び濃度Ｘを検出するための濃度・温度検出部６５が
介設されている。濃度・温度検出部６５は制御部６６に
信号入力機器として接続されている。濃度・温度検出部
６５には，ＤＨＦの温度を検出する温度計と，ＤＨＦの
濃度を検出する濃度計が備えられおり，それぞれ検出し
た温度及び濃度を検出信号として制御部６６に送信す
る。

【００４８】濃度・温度検出部６５に備える濃度計に
は，超音波濃度計が用いられる。この場合，光学濃度計
と比較して計測のサンプリング時間を短くすることがで
き，後述する積算演算値Ｅｔを精密に求めることができ
る。さらに，導電率濃度計と比較して設置スペースが節
約されるとともに，サンプリング時間を短くすることが
でき，また，コストダウンを図ることができる。特にエ
ッチング処理が進行すると，循環流通させる薬液中のイ
オン濃度が高くなり，薬液の導電率が上昇するので，導
電率濃度計を用いると正確な濃度測定が困難となる。し
かし，超音波濃度計を用いた場合はそのような問題がな
い。

【００４９】分岐管６２は循環供給回路５４の管より細
く，例えば分岐管６２の直径が循環供給回路５４の直径
の１／３となっている。この場合，乱流の発生を防止で
きるので，濃度・温度検出部６５において超音波濃度計
を使用した場合であっても，濃度の計測に用いる超音波
は乱流渦の影響を受けない。また，ポンプ５６の駆動に
よって生じる薬液の圧力変動が濃度の計測に与える影響
を抑制する。従って，高精度な濃度測定が可能となる。
なお，分岐管６２の上流端をフィルタ６０のドレインラ
インに接続し，フィルタ６０を通過したＤＨＦをドレイ
ンラインから外槽５１へ流入させるようにしても良い。

【００５０】薬液槽４８には薬液を槽内に充填するため
の薬液供給回路７０が備えられている。薬液供給回路７
０は，ＨＦ供給源７１，ＤＩＷ供給源７２，及びＨＦと
ＤＩＷを混合する混合部７３とを備えている。混合部７
３は制御部６６に信号出力機器として接続されている。
なお，薬液供給回路７０はＤＨＦ又はＨＦの補充手段と
しての機能を有し，薬液槽４８内のＤＨＦの濃度が低下
した際に，ＨＦ供給源７１，ＤＩＷ供給源７２からＤＨ
Ｆ又はＨＦを補充するように制御される。

【００５１】温度・濃度検出部６５の検出信号，及び前
述の処理量実測部４３の検出信号に基づき，温度制御部
５８，混合部７３に制御信号を出力する制御部６６は，
ウェハＷ処理の制御に必要なデータを記憶する記憶装置
７５，記憶装置７５のデータ及び検出信号等に基づいて
処理を制御するための演算等を行う演算装置７６，処理
が開始されてからの経過時間Ｔ等を計測するタイマ７
７，これらと相互に接続され，外部との入出力を行う入
出力装置７８を備えている。記憶装置７５，演算装置７
６，タイマ７７，入出力装置７８は，接続手段７９によ
って相互に接続され，信号等を相互に送受信することが
できる。

【００５２】記憶装置７５は，ＤＨＦの濃度Ｘと，温度
Ｙと，その濃度Ｘと温度Ｙとを有するＤＨＦによる処理
継続時間ΔＴと，そのＤＨＦによるウェハＷに対するエ
ッチング量の演算値ｄＥとの関係式（１）を記憶してい
る。演算装置７６は，記憶装置７５に記憶された関係式
（１）に基づいてエッチング量の演算値ｄＥを求めるこ
とができる。さらに，演算装置７６は，エッチング量の
演算値ｄＥを経過時間Ｔによって積算した積算演算値Ｅ
ｔを求めることができる。従って，ウェハＷをＤＨＦに
浸漬した場合に，浸漬したＤＨＦの濃度Ｘ，温度Ｙ及び
浸漬を開始してからの経過時間Ｔによってエッチングが
どの程度施されるか算出することができる。

【００５３】ここで，記憶装置７５に記憶される関係式
（１）について説明する。先ず，ＤＨＦの濃度Ｘとエッ
チング量Ｅａとの関係については，ＤＨＦの濃度が０％
であればエッチングはされないことから，以下に示す式
（１−１）が導出される。また，ＤＨＦの温度Ｙとエッ
チング量Ｅｂとの関係については，処理温度が０℃でも
エッチングは行われることから，温度Ｙに依存しない定
数ｃを加えた式（１−２）が導出される。処理経続時間
ΔＴとエッチング量Ｅｃとの関係については，処理後の
搬送中や水洗処理中等に，ウェハＷに付着したＤＨＦに
よってエッチングされることを考慮し，処理経続時間Δ
Ｔに依存しない定数ｆを加えた式（１−３）が導出され
る。Ｅａ＝ａ×Ｘ・・・（１−１）Ｅｂ＝ｂ×Ｙ＋ｃ・・・（１−２）Ｅｃ＝ｄ×ΔＴ＋ｆ・・・（１−３）ただし，ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｆは定数である。これより以
下の式（１−４）が導出される。ｄＥ＝｛（α×Ｙ＋β）×Ｘ｝×ΔＴ＋γ×Ｘ・・・（１−４）ただしα，β，γは定数である。この式に実験値を導入
して定数を決定し，さらに誤差を考慮して修正を行い，
ｄＥを求める以下の関係式（１）が導出される。ｄＥ＝｛（α’×Ｙ＋β’）×Ｘ｝×ΔＴ＋（γ’×Ｘ−ε）・・・（１）ここで，α’，β’，γ’，εは濃度変化の影響による
誤差を考慮して導出された定数である。この関係式
（１）を経過時間Ｔによって積算することにより，積算
演算値Ｅｔが算出される。

【００５４】エッチング処理中に積算演算値Ｅｔを算出
する場合は，温度・濃度検出部６５に設置された温度計
の計測値を所定時間毎に検知し，濃度計の計測値を所定
時間毎に検知して，所定時間毎に関係式（１）を用いて
演算値ｄＥを算出し，これを加算していくことにより，
経過時間Ｔにおける積算演算値Ｅｔを算出する。このと
き，温度計と濃度計の計測値の検知を同期させるように
する。例えば，温度・濃度検出部６５に設置された超音
波濃度計によって所定のサンプリング時間毎に濃度Ｘを
計測し，温度・濃度検出部６５に設置された温度計の計
測値をサンプリング時間毎に検知して，検知された濃度
Ｘと温度Ｙを関係式（１）に代入してサンプリング時間
毎に演算値ｄＥを算出する。ここで，サンプリング時間
はΔＴとして代入される。濃度Ｘと温度Ｙのサンプリン
グ時間は，例えば１．７[ｓｅｃ]として計測される。

【００５５】ところで，本発明者らが行った実験による
と，関係式（１）を用いて導かれる演算値ｄＥ及び積算
演算値Ｅｔは，ある濃度範囲を超えると実測値ＲＥとの
誤差が大きくなることが分かった。従って，演算値ｄＥ
及び積算演算値Ｅｔは，所定の濃度の範囲内で求めるこ
とが好ましい。この場合，真のエッチング処理量（実測
値ＲＥ）と積算演算値Ｅｔとの誤差が小さくなるので，
エッチング処理精度を向上させることができる。また，
本発明者らが行った実験によると，積算演算値Ｅｔと実
測値ＲＥとの誤差は微小であり，最大でも約１Å程度で
あった。従って，この積算演算値Ｅｔに基づきエッチン
グ処理量を十分に制御することができると判断される。

【００５６】図５に示すように，混合部７３は，ＨＦ供
給源７１から供給されるＨＦを貯留するＨＦメジャータ
ンク８０と，ＤＩＷ供給源７２から供給されるＤＩＷを
貯留するＤＩＷメジャータンク８１と，混合弁８２を備
えている。例えば，ＨＦメジャータンク８０は１ｃｃの
所定濃度のＨＦを貯留することができ，ＤＩＷメジャー
タンク８１は０．１リットルのＤＩＷを貯留することが
できるようになっており，これら貯留した処理液を混合
弁８２において混合することにより，所望の濃度，例え
ば濃度０．５７ｗｔ％のＤＨＦを調製することができ，
混合弁８２に接続された薬液供給回路７０から薬液槽４
８へ供給することができる。このように，ＨＦメジャー
タンク８０とＤＩＷメジャータンク８１は，処理液を貯
留することによって液量を計測する役割をしている。な
お，薬液供給回路７０の他端は外槽５１へ接続されてお
り，調整されたＤＨＦは一旦循環供給回路５４を流れ
て，温度を調整された後，内槽５０の下方からウェハＷ
に対して供給されるようになっている。

【００５７】次に，以上のように構成された本実施の形
態に係る基板処理装置３５を備えた処理システム１にお
けるウェハＷの処理工程を説明する。先ず，図示しない
搬送ロボットが未だ処理されていないウェハＷを例えば
２５枚ずつ収納したキャリアＣを搬入出部２のキャリア
搬入出部５に載置する。シャッター１４が開かれ，キャ
リア搬入出部５に載置されたキャリアＣをキャリア搬送
装置１２によってキャリアストック部６へ搬入する。キ
ャリアストック部６では，窓部１６に対面するようにキ
ャリアＣを検査／搬入出ステージ１５に載置する。そし
て，蓋体開閉機構１７によって窓部１６を開き，ウェハ
検査装置１８によってキャリアＣ内のウェハＷの枚数を
計測するとともに，所定のピッチで平行に１枚ずつ配置
されているかを適宜検出する。その後，ウェハ搬入出装
置１９によって，窓部１６を通して１個のキャリアＣ内
に収納された２５枚のウェハＷを搬出し，姿勢変換機構
２１ａにおいて２５枚のウェハＷを水平状態から垂直状
態へと姿勢変換する。そしてウェハ垂直保持機構２１ｂ
へ受け渡す。続いて，２個目のキャリアＣから２５枚の
ウェハＷをウェハ搬入出装置１９により姿勢変換機構２
１ａへ移し替え，ウェハ垂直保持機構２１ｂへ受け渡
す。ここでウェハＷの配列ピッチを半分にし，２個のキ
ャリアＣ内に収納された合計５０枚のウェハＷが収納さ
れる。そして，ウェハ搬送装置２２がウェハ垂直保持機
構２１ｂからウェハＷを受け取り，適宜パーキングエリ
ア９ａ，９ｂに待機させた後，液処理部４内の第１の搬
送装置３７へ受け渡す。

【００５８】第１の搬送装置３７は，ウェハＷを下降さ
せて基板処理装置３１の薬液槽内の加熱されたＳＰＭ液
に浸し，有機性汚れ除去や表面金属不純物除去を行い，
所定時間経過後に引き上げる。次いで，基板処理装置３
２の水洗槽に浸して所定時間保持し，引き上げる。基板
処理装置３２での処理を終えたウェハＷは，水洗槽上
で，ウェハ搬送装置２２のチャック２８ａ〜２８ｃに戻
された後，ウェハ搬送装置２２から第２の搬送装置３８
へ搬送される。

【００５９】続いて第２の搬送装置３８は，ウェハＷを
下降させて基板処理装置３３の薬液槽内のＳＣ−１液に
浸し，パーティクル等の付着物を除去し，所定時間経過
後に引き上げる。次いで，基板処理装置３４の水洗槽に
浸して所定時間保持し，引き上げる。基板処理装置３３
での処理を終えたウェハＷは，水洗槽上で，ウェハ搬送
装置２２のチャック２８ａ〜２８ｃに戻された後，ウェ
ハ搬送装置２２から第３の搬送装置３９へ搬送される。

【００６０】そして第３の搬送装置３９が，ウェハＷを
エッチング液（ＤＨＦ）が貯留された基板処理装置３５
の薬液槽４８に下降させる。薬液槽４８には，予め温
度，濃度が調整されたＤＨＦが充填されている。また，
薬液槽４８内のＤＨＦは循環供給回路５４内を循環して
いる。こうしてＤＨＦが貯留されている内槽５０に対し
て，５０枚のウェハＷを保持した第３の搬送装置３９が
下降し，ウェハＷはＤＨＦに浸漬されてエッチング処理
が行われる。

【００６１】ウェハＷのエッチング処理中は，内槽５０
の上方から溢れ出たＤＨＦを外槽５１に受けとめて，Ｄ
ＨＦをポンプ５６の稼働によって循環供給回路５４に流
す。温度制御部５８で温度調整しフィルタ６０で清浄化
した後，内槽５０の下方に配置されているノズルによっ
て内槽５０の下方から再び供給しＤＨＦを循環させる。
以後，この循環を繰り返しＤＨＦの再利用を図り，ＤＨ
Ｆの消費量を節約する。

【００６２】温度制御部５８では，内槽５０内のＤＨＦ
の温度が予め定められた所定の値で維持されるように，
回路内を流れるＤＨＦを冷却又は加熱して温度調整す
る。循環供給回路５４を流れるＤＨＦの一部は分岐管６
２に流入し，温度・濃度検出部６５において温度と濃度
が計測された後，外槽５１に戻され再び循環供給回路５
４を流れる。温度・濃度検出部６５の計測値は検出信号
として制御部６６に送信される。

【００６３】ところで，温度制御部５８の超音波濃度計
による濃度の検出は，循環供給回路５４の配管内で乱流
が発生しても，分岐管６２に設置されているために影響
を受けないので，高精度な濃度測定が可能となってい
る。図６及び図７はこの様子を示すものであり，横軸を
処理時間［ｓｅｃ］，縦軸を洗浄槽４０に供給される濃
度計出力［ｗｔ％］とした。図６は従来の設置方法，即
ち循環供給回路５４に設置した場合の濃度計出力を示し
ており，乱流渦の影響を受けるために測定値が大きく乱
れている。図７は本発明に係る改善後の設置方法，即ち
循環供給回路５４の分岐管６２に設置した場合の濃度計
出力を示している。この場合，従来の設置方法と比較し
て測定値の乱れが少なく，従って，より精度の良い測定
が可能なことが明らかである。

【００６４】一方，内槽５０内おいて高精度なエッチン
グ処理が行われるためには，内槽５０内のＤＨＦの温度
及び濃度が予め定められた所定の値で維持された状態
で，浸漬時間を精密に制御することが大切である。少な
くとも，処理中にＤＨＦの温度が所定の値を基準にある
一定の許容範囲以内になるように，温度制御部５８の調
整によって抑えることが必要である。しかしながら，実
際のエッチングにおいては，例えばウェハＷを浸漬する
際にＤＨＦの温度が低下するなどの要因がエッチング処
理の精度に影響を与える。また，ウェハＷが前述のよう
に基板処理装置３４において処理された後に基板処理装
置３５の内層５０に浸漬される場合，水洗槽の純水（Ｄ
ＩＷ）がウェハＷ及び第３の搬送装置３９に付着してい
るので，内槽５０内にＤＩＷが持ち込まれ濃度が低下す
る等，様々な外因があり，これらの影響をカバーするこ
とは困難である。そこで，制御部６６では，温度・濃度
検出部６５から送信された検出信号に基づき，現時点に
おいてウェハＷのエッチングがどれだけ進行しているか
を算出する。そして，目的のエッチング量に達した時点
でウェハＷを引き上げるように，第３の搬送装置３９に
制御信号を送信する。

【００６５】制御部６６内においては，ＤＨＦの温度
Ｙ，ＤＨＦの濃度Ｘ及びＤＨＦ処理継続時間ΔＴと，Ｄ
ＨＦによるウェハＷに対するエッチング量の演算値ｄＥ
との関係式（１）が，記憶部７５に記憶されている。一
方，温度・濃度検出部６５から検出信号が送信されて，
入出力部７８に入力されるので，現時点におけるＤＨＦ
の温度Ｙ及び濃度Ｘを検知することができる。また，タ
イマ７７の時間計測により，浸漬開始から経過した時
間，即ち経過時間Ｔを検知することができる。そこで，
これらに基づいて，演算装置７６が現時点におけるエッ
チング量の積算演算値Ｅｔを演算する。こうして，現時
点におけるＤＨＦの温度Ｙ及び濃度Ｘ，経過時間Ｔ及び
現時点におけるエッチング量の積算演算値Ｅｔを常時検
出することができる。そして，エッチング量の積算演算
値Ｅｔが目的のエッチング量Ｅｘに達すると，ウェハＷ
を引き上げるように，第３の搬送装置３９に制御信号が
送信される。

【００６６】以上のようにして，ウェハＷの表面に形成
された酸化膜をエッチングし，目的のエッチング量に達
した時点で処理を終了させる。即ち，第３の搬送装置３
９によりウェハＷを内槽５０から引き上げる。そして，
基板処理装置３５から基板処理装置３６へ搬送する。次
いで，基板処理装置３６の水洗槽に浸して所定時間保持
し，引き上げる。基板処理装置３６での処理を終えたウ
ェハＷは，水洗槽上で，ウェハ搬送装置２２のチャック
２８ａ〜２８ｃに戻される。そして乾燥ユニット８内に
搬送され，水洗槽２４にて水洗された後，搬送装置２５
で引き上げられ，乾燥室においてＩＰＡ乾燥される。乾
燥処理後のウェハＷはウェハ搬送装置２２によってイン
ターフェイス部３に戻され，適宜パーキングエリア９ａ
に待機される。その後，搬入装置４３が液処理部４にお
ける処理後のウェハＷ群から１枚を抜き取り，処理量実
測部４２に搬入する。

【００６７】処理量実測部４２では，酸化膜４５の厚さ
を計測することによりエッチング量の実測値ＲＥが検出
される。そして搬入装置４３によってウェハＷ群に戻さ
れる。一方，実測値ＲＥは制御部６６に信号として送信
され，積算演算値Ｅｔとの比較が行われる。そして誤差
が検出された場合，エッチング量の演算値ｄＥを導出す
る関係式（１）を最適化する演算が行われ，新たな関係
式（２）が導出される。そして新たな関係式（２）は新
たなウェハの処理において，積算演算値Ｅｔの演算とエ
ッチング量の制御に用いられる。このようにして，より
高精度な積算演算値Ｅｔを求めることができ，エッチン
グ処理精度を向上させることができる。

【００６８】処理量実測部４２での抜き取り検査を終え
たウェハＷ群は，インターフェイス部３においてウェハ
Ｗのピッチ変換，姿勢変換が行われる。そして，ウェハ
Ｗが搬入出部２においてキャリアＣ内に収納され，処理
後のウェハＷを収納したキャリアＣはキャリア搬入出部
５に載置され，処理システム１外に搬出される。

【００６９】基板処理装置３５での処理を終えたウェハ
Ｗは，以上のような工程を経て搬出されるが，一方，ウ
ェハＷが引き上げられた後の基板処理装置３５において
は，未だエッチング処理されていないウェハＷ’が薬液
槽４８に浸漬され，ウェハＷと同様の工程を経てエッチ
ング処理される。以後，同様の処理工程が繰り返される
が，この間，薬液槽４８内のＤＨＦは，循環供給回路５
４内を流れることによって温度制御部５８，フィルタ６
０において温度調整及び清浄化されているため，再利用
することができる。従って，薬液槽４８内のＤＨＦは入
れ替えずに使用することができる。しかし，ウェハを浸
漬する毎にウェハ等によるＤＩＷの持ち込みがあるた
め，薬液槽４８内のＤＨＦの濃度は徐々に低下すること
になる。このようにＤＩＷの濃度低下が生じても，基板
処理装置３５での処理は上述した関係式（１）に基づい
て常に処理時間Ｔを調整して行われるので，エッチング
処理の精度は維持される。

【００７０】しかしながら，そのまま使用を続けた場
合，薬液槽４８内のＤＨＦの濃度が著しく低下すること
になる。例えば，関係式（１）の適用範囲を超えると，
誤差が生じるのでエッチング処理の精度が維持されない
恐れがある。このような場合には，薬液供給回路７０に
よってＤＨＦ又はＨＦを補充することができる。ところ
で，薬液槽４８内でエッチング液として使用するＤＨＦ
の濃度は非常に低く，例えば，ＨＦ：ＤＩＷ＝１：１０
０の割合で混合されている。そのため，薬液槽４８内の
ＤＨＦに，通常市販されている濃度５０％のＨＦを補充
して，所定濃度から例えば±０．００５％の濃度範囲に
再調製しようとすると，ＨＦの補充量は非常に微小でな
けらばならない。従って，補充量が過剰となって濃度が
上昇する恐れがあるので，所定濃度範囲に再調製するこ
とは困難である。しかし，基板処理装置３５での処理は
関係式（１）に基づいて常に処理時間Ｔを調整して行わ
れるので，ＤＩＷの濃度上昇が生じても，エッチング処
理の精度は維持される。このように，検出した濃度が所
望の濃度の範囲外である場合に，ＤＨＦ又はＨＦを補充
する工程を有することにより，使用したＤＨＦの濃度を
再調整することができるので，ＤＨＦを全て交換する必
要はない。従って，ＤＨＦのライフタイムを延ばすこと
ができる。

【００７１】かかる基板処理装置３５によれば，経過時
間Ｔと現時点におけるエッチング量の積算演算値Ｅｔを
常時検出することができるので，経過時間Ｔを調整する
ことにより，エッチング処理量を調整できる。これよ
り，濃度が低下あるいは上昇しても，経過時間Ｔを調整
することにより，エッチング処理量を調整できる。従っ
て，濃度Ｘを再調整しつつＤＨＦを再利用して，ＤＨＦ
のライフタイムを延ばすとともに，ＤＨＦのコストを低
減することができる。また，かかる基板処理装置３５に
よれば，超音波濃度計による高精度な濃度測定が可能で
あり，関係式（１）を最適化する演算によって高精度な
積算演算値Ｅｔを得ることが可能である。従って，エッ
チング処理精度を向上させることができる。

【００７２】以上，本発明の好ましい実施の形態の一例
を説明したが，本発明は以上に説明した実施の形態に限
られないことは勿論であり，適宜変更実施することが可
能である。例えば，基板を処理液に浸漬させて処理を施
す基板処理装置の他，基板に処理液を供給して処理を行
う装置，例えば枚様式基板処理装置等によっても実施す
ることが可能である。また，基板は半導体ウェハに限ら
ず，その他のＣＤ基板などであっても良い。

【発明の効果】本発明の基板処理装置及び基板処理方法
によれば，処理時間を調整することにより処理量を調整
できる。ＤＨＦのライフタイムを延ばすことができる。
超音波濃度計による高精度な濃度測定が可能である。高
精度な演算値を得ることが可能である。エッチング処理
精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】処理システムの斜視図である。

【図２】処理システムの平面図である。

【図３】処理量実測部における検査の工程を説明する説
明図である。

【図４】本発明の実施の形態にかかる基板処理装置の説
明図である。

【図５】薬液供給回路の説明図である。

【図６】従来の設置方法による超音波濃度計の出力値を
示すグラフである。

【図７】本発明の実施の形態にかかる設置方法による超
音波濃度計の出力値を示すグラフである。

【符号の説明】

ＣキャリアｄＥ演算値Ｅｔ積算演算値ＲＥ実測値Ｔ経過時間ＷウェハＸ濃度Ｙ温度１処理システム２搬入出部３インターフェイス部４液処理部７液処理ユニット３１〜３６基板処理装置３７〜３９搬送装置４３処理量実測部４８薬液槽５０内槽５１外槽５４循環供給回路５８温度制御部６５濃度・温度検出部６６制御部７０薬液供給回路７５記憶装置７６演算装置７７タイマ７８入出力装置

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６９Ｇ (72)発明者岩津春生東京都港区赤坂五丁目３番６号ＴＢＳ放送センター東京エレクトロン株式会社内 (72)発明者松本隆東京都港区赤坂五丁目３番６号ＴＢＳ放送センター東京エレクトロン株式会社内 (72)発明者平山司東京都港区赤坂五丁目３番６号ＴＢＳ放送センター東京エレクトロン株式会社内Ｆターム(参考） 2H096 AA25 CA01 HA18 5F043 AA31 BB22 BB30 EE02 EE22 EE23 EE24 EE25 EE29 EE31 EE35 EE36 5F046 LA09 LA13 LA15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板に処理液を供給して，所定の処理量
の処理を施す基板処理装置であって，処理液の温度を検
出する温度検出手段と，処理液の濃度を検出する濃度検
出手段と，処理が開始されてからの経過時間を検出する
時間検出部と，処理液の温度，処理液の濃度及び処理経
続時間と，処理液による基板に対する処理量との関係を
記憶した記憶部と，前記関係に基づいて処理量の演算値
を求め，前記処理量の演算値を前記経過時間によって積
算した積算演算値を求める演算部とを備え，前記処理量
の積算演算値に応じて処理を停止させることを特徴とす
る基板処理装置。
【請求項２】処理液が通過する主管に分岐管を設け，
前記濃度検出手段を前記分岐管に設けたことを特徴とす
る，請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】基板に処理液を供給して，基板表面に処
理を施す基板処理装置であって，処理液の温度を検出す
る温度検出手段と，所定時間毎に処理液の濃度を検出す
る濃度検出手段と，前記温度検出手段と前記濃度検出手
段の検出結果に基づいて，所定時間毎に基板表面の処理
量を演算し，前記処理量の演算値を積算した積算演算値
を求める演算部を備え，前記積算演算値に基づき処理を
停止させることを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】処理液を貯留する処理槽に基板を浸漬さ
せ，基板表面に処理を施す基板処理装置であって，処理
槽内の処理液を循環させる循環ラインと，循環ラインよ
り径が小さく，循環ラインから分岐し，再び処理槽に処
理液を戻す分岐ラインと，処理液の温度を検出する温度
検出手段を設け，前記循環ラインに，所定時間毎に処理
液の濃度を検出する濃度検出手段を設け，前記温度検出
手段と前記濃度検出手段の検出結果に基づいて，所定時
間毎に基板表面の処理量を演算し，前記処理量の演算値
を積算した積算演算値を求める演算部を備えたことを特
徴とする基板処理装置。
【請求項５】前記温度検出手段の検出と前記濃度検出
手段の検出とを同期させることを特徴とする，請求項１
〜４のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項６】前記濃度検出手段は超音波濃度計である
ことを特徴とする，請求項１〜５のいずれかに記載の基
板処理装置。
【請求項７】処理液を補充する補充手段を備えたこと
を特徴とする，請求項１〜６のいずれかに記載の基板処
理装置。
【請求項８】処理量を実測する処理量実測部を設けた
ことを特徴とする，請求項１〜７のいずれかに記載の基
板処理装置。
【請求項９】前記演算部は，処理量の実測値と前記処
理量の積算演算値を比較することを特徴とする，請求項
８に記載の基板処理装置。
【請求項１０】前記演算部は，前記比較から前記関係
を最適化することを特徴とする，請求項９に記載の基板
処理装置。
【請求項１１】基板に処理液を供給して，所定の処理
量の処理を施す基板処理方法であって，処理液の温度及
び濃度を検出する工程と，処理が開始されてからの経過
時間を検出する工程と，処理液の温度，処理液の濃度，
処理経続時間と，処理液による基板に対する処理量との
関係に基づいて，処理量の演算値を求める工程と，前記
処理量の演算値を前記経過時間によって積算した積算演
算値を求める工程と，前記処理量の積算演算値が所定の
処理量に達したときに処理を停止させる工程とを有する
ことを特徴とする基板処理方法。
【請求項１２】前記処理量の積算演算値を，所定の濃
度の範囲内で求めることを特徴とする，請求項１１に記
載の基板処理装置。
【請求項１３】前記検出した濃度が所望の濃度の範囲
外である場合に，処理液を補充する工程を有することを
特徴とする，請求項１１又は１２に記載の基板処理方
法。
【請求項１４】処理量を実測して実測値を求める工程
を有することを特徴とする，請求項１１〜１３のいずれ
かに記載の基板処理方法。
【請求項１５】前記処理量の実測値と前記処理量の積
算演算値を比較する工程を有することを特徴とする，請
求項１４に記載の基板処理方法。
【請求項１６】前記比較から前記関係を最適化する工
程を有することを特徴とする，請求項１５に記載の基板
処理方法。