JP2013128063A5

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Publication number: JP2013128063A5
Application number: JP2011277349A
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Filing date: 2011-12-19
Publication date: 2015-07-09
Anticipated expiration: 2031-12-19

Description

このような構成により、シリコン製基板のエッチング処理の活性化に寄与する活性種としての亜硝酸（HNO ₂）を含有する亜硝酸含有溶液が生成され、その亜硝酸含有液とフッ酸（HF）及び硝酸（HNO ₃）を含むエッチング処理液とが混合してなる活性種混合エッチング処理液が基板処理機構でのシリコン製基板をエッチング処理する処理液として供給されるので、基板処理機構においては、シリコン製基板が当初から活性種である亜硝酸（HNO ₂）の存在のもとでエッチング処理液により処理されるようになる。

また、本発明に係る基板処理システムは、
処理液を用いて基板を処理する基板処理機構と、
基板の処理の活性化に寄与する活性種を含有する活性種含有溶液を貯めおく貯液機構と、
前記貯液機構に貯めおかれた前記活性種含有溶液と前記基板を処理する処理液とを混合して活性種含有処理液を生成する処理液生成機構と、
該処理液生成機構にて生成された前記活性種含有処理液を前記基板処理機構に前記処理液として供給する処理液供給機構とを有し、
前記基板処理機構において、前記活性種含有処理液と前記基板との反応によって活性種を生じさせつつ当該基板を処理する構成となる。

溶液貯留タンク２２には循環用の送通管が設けられており、ポンプＰ２の動作により、溶液貯留タンク２２から流出する溶液を、調節弁Ｖｃ１を通して溶液貯留タンク２２に戻すことができる。また、溶液貯留タンク２２は、第１供給タンク２３及び第２供給タンク２４に送通管によって並列的に結合されており、ポンプＰ２の動作によって、溶液貯留タンク２２に貯められた溶液を、調節弁Ｖｃ２、流量計２５、逆止弁Ｖｃｈ及び調節弁Ｖｃ３を通して第１供給タンク２３に、調節弁Ｖｃ２、流量計２５、逆止弁Ｖｃｈ及び調節弁Ｖｃ４を通して第２供給タンク２４にそれぞれ供給することができる。

更に、第１供給タンク２３は、送通管によって溶液貯留タンク２２に結合しており、ポンプＰ４の動作によって、第１供給タンク２３内のエッチング処理液を、開閉弁Ｖ３及びＶ２を通して溶液貯留タンク２２に移送することができる。また、第２供給タンク２４も、送通管によって溶液貯留タンク２２に結合しており、ポンプＰ４の動作によって、第２供給タンク２４内のエッチング処理液を、開閉弁Ｖ４及びＶ２を通して溶液貯留タンク２２に移送することができる。

上記のようにしてスピン処理装置１０において粗面化シリコンウェーハＷのエッチング処理がなされている過程で排出されるエッチング処理液が、シリコン（Si）の溶解した亜硝酸（HNO₂）含有溶液として、回収タンク２１に貯められる。そして、図１０の太線で示すように、回収タンク２１からそのシリコン（Si）が溶解した亜硝酸含有液（使用後のエッチング処理液）がポンプＰ１の動作により、開放された開閉弁Ｖ１を通して溶液貯留タンク２２に供給される（Ｓ０１７）。その後、溶液貯留タンク２２での上限の液量が上限センサＨにて検出されると、図１１に示すように、開閉弁Ｖ１が閉じられ、回収タンク２１から溶液貯留タンク２２への亜硝酸含有液の供給が停止される（Ｓ０１８）。なお、適当なタイミングにおいて、調節弁Ｖｃ５が閉じられて第１供給タンク２３からのエッチング処理液の供給が停止されるとともに、調節弁Ｖｃ６が所定の開度に調整されて、図１１の太線で示すように、第２供給タンク２４から調節弁Ｖｃ６の開度に応じた流量にてエッチング処理液がスピン処理装置１０（ＳＰＭ）に供給される（Ｓ０１５）。

このようにして第１供給タンク２３内に活性種含有エッチング処理液が生成されると、図１５に示すように、第１供給タンク２３において、活性種含有エッチング処理液が、所定温度に調整されつつ循環され（Ｓ２４）、活性種含有エッチング処理液の濃度の均一化が図られる。なお、このとき、溶液貯留タンク２２から第１供給タンク２３への亜硝酸含有溶液の供給が止められており（調節弁Ｖｃ２、Ｖｃ３が閉鎖）、図１５の太線で示すように、ポンプＰ２の動作により、調節弁Ｖｃ１の開度に応じた流量にて、溶液貯留タンク２２に貯めおかれた亜硝酸含有溶液が循環している。

次いで、薬液供給ユニットから、前述した各薬液（HF、HNO₃、CH₃COOH、H₂O）が、図１６の太線で示すように、調節弁群ＳＶｃ２を通して流量が調節されつつ第２供給タンク２４に供給される。そして、第２供給タンク２４において、第１供給タンク２３の場合と同様に、新たなエッチング処理液（フッ酸（HF）及び硝酸（HNO₃）を含む）が生成される（Ｓ２５）。この状態で、溶液貯留タンク２２に貯めおかれた亜硝酸含有溶液の循環動作は継続されている（Ｓ２６）。

上記のようにして、第１供給タンク２３及び第２供給タンク２４の双方に活性種（亜硝酸：HNO₂）含有エッチング処理液が貯められると、処理液供給ユニット２０からスピン処理装置１０に活性種含有エッチング処理液が供給されて（Ｓ２９：第２ステップ）、スピン処理装置１０では、供給される活性種含有エッチング処理液によってシリコンウェーハＷのエッチング処理がなされる。前記活性種含有エッチング処理液のスピン処理装置１０への供給は、具体的に、次のようになされる。

ここで、第１供給タンク２３から活性種含有エッチング処理液が供給されていると判定すると、制御ユニット４０は、エッチングレートの低下を補正するために所定量のフッ酸（HF）及び硝酸（HNO₃）と、エッチング処理液の回収率が１００％より低いことに起因したエッチング処理液の目減り分を補正するための所定量のエッチング処理液（HF、HNO₃、CH₃COOH、H₂O）とを第１供給タンク２４に追加するように、処理液供給ユニット２０における調節弁群ＳＶｃ１の開度及び駆動制御を行う（Ｓ３５）。これにより、処理液供給ユニット２０では、図２１の太線で示すように、上述したようにスピン処理装置１０から回収された活性種含有エッチング処理液が回収タンク２１から第１供給タンク２３に供給されつつ、第１供給タンク２３から活性種含有エッチング処理液がスピン処理装置１０に供給される状態において、薬液供給ユニットからの各薬液（HF、HNO₃、CH₃COOH、H₂O）が、制御される調節弁群ＳＶｃ１を通して、前記エッチングレート低下を補正し、また、前記エッチング処理液の目減り分を補正する量だけ第１供給タンク２３に供給される。

Claims

基板処理機構において処理液を用いて基板を処理する基板処理方法であって、
基板の処理の活性化に寄与する活性種を含有する活性種含有溶液を生成して貯液機構に活性種含有溶液を貯めておく前段ステップと、
該前段ステップにて生成された前記活性種含有溶液と前記基板を処理する処理液とを処理液生成機構を用いて混合して活性種含有処理液を生成する第１ステップと、
該第１ステップにて生成された前記活性種含有処理液を前記基板処理機構に前記処理液として供給する第２ステップとを有し、
前記基板処理機構において、前記活性種含有処理液と前記基板との反応によって活性種を生じさせつつ当該基板を処理する基板処理方法。
前記基板処理機構において前記基板を処理した後の活性種含有処理液を回収する処理液回収ステップと、
該処理液回収ステップにより回収された前記活性種含有処理液を前記基板処理機構に前記処理液として戻す処理液戻しステップと、
前記基板処理機構において使用される活性種含有処理液が前記基板を処理する処理液として有効であるか否かを判定する判定ステップと、
該判定ステップにより前記活性種含有処理液が前記基板を処理する処理液として有効でないと判定されたときに、前記基板処理機構にて使用されていた前記活性種含有処理液を新たな活性種含有溶液として新たな処理液と混合し、新たな活性種含有処理液を生成する第３ステップと、
該第３ステップにて生成された前記活性種含有処理液を前記基板処理機構に前記処理液として供給する第４ステップとを有する請求項１記載の基板処理方法。
前記前段ステップは、前記基板処理機構において前記基板と同種の所定基板に前記処理液を与え、該処理液と前記所定基板との反応によって活性種を生じさせつつ当該所定基板を処理した後の当該処理液を前記活性種含有溶液として生成する請求項１または２記載の基板処理方法。
前記基板処理機構が、前記基板としてのシリコン製基板のエッチング処理を行う請求項１記載の基板処理方法であって、
前記前段ステップは、前記活性種としての亜硝酸（HNO ₂）を含む亜硝酸含有溶液を生成し、
前記第１ステップは、前記亜硝酸含有溶液と、フッ酸（HF）及び硝酸（HNO ₃）を含むエッチング処理液とを混合して活性種含有エッチング処理液を生成し、
前記第２ステップは、前記第１ステップにて生成された前記活性種含有エッチング処理液を前記基板処理機構に前記処理液として供給し、
前記基板処理機構において、前記活性種含有エッチング処理液と前記シリコン製基板との反応によって活性種としての亜硝酸（HNO ₂）を生じさせつつ当該シリコン製基板をエッチング処理する基板処理方法。
前記基板処理機構において前記シリコン製基板を処理した後の前記活性種含有エッチング処理液を回収するエッチング処理液回収ステップと、
該エッチング処理液回収ステップにより回収された前記活性種含有エッチング処理液を前記基板処理機構に前記エッチング処理液として戻すエッチング処理液戻しステップと、
前記基板処理機構において使用される活性種含有エッチング処理液が前記シリコン製基板を処理する前記エッチング処理液として有効であるか否かを判定する判定ステップと、
該判定ステップにより前記活性種含有エッチング処理液が前記シリコン製基板を処理する前記エッチング処理液として有効でないと判定されたときに、前記基板処理機構において使用されていた前記活性種含有エッチング処理液を新たな活性種含有溶液として新たなエッチング処理液と混合し、新たな活性種含有エッチング処理液を生成する第３ステップと、
該第３ステップにて生成された前記活性種含有エッチング処理液を前記基板処理機構に前記エッチング処理液として供給する第４ステップとを有する請求項４記載の基板処理方法。
前記前段ステップは、前記基板処理機構において所定シリコン製基板に前記エッチング処理液を与え、該エッチング処理液と前記所定シリコン製基板との反応によって活性種としての亜硝酸（HNO ₂）を生じさせつつ当該所定シリコン製基板を処理した後の当該エッチング処理液を前記活性種含有エッチング処理液として生成する請求項４または５記載の基板処理方法。
前記所定シリコン製基板は、表面が粗面化されたシリコン製基板または表面が酸化膜で覆われたシリコン製基板である請求項６記載の基板処理方法。
処理液を用いて基板を処理する基板処理機構と、
基板の処理の活性化に寄与する活性種を含有する活性種含有溶液を貯めおく貯液機構と、
前記貯液機構に貯めおかれた前記活性種含有溶液と前記基板を処理する処理液とを混合して活性種含有処理液を生成する処理液生成機構と、
該処理液生成機構にて生成された前記活性種含有処理液を前記基板処理機構に前記処理液として供給する処理液供給機構とを有し、
前記基板処理機構において、前記活性種含有処理液と前記基板との反応によって活性種を生じさせつつ当該基板を処理する基板処理システム。
前記基板処理機構において前記基板を処理した後の活性種含有処理液を回収する処理液回収機構と、
前記処理液回収機構により回収された前記活性種含有処理液を、前記基板処理機構に供給すべき活性種含有処理液として、前記処理液供給機構に戻す処理液戻し機構と、
前記基板処理機構において使用される活性種含有処理液が前記基板を処理する処理液として有効であるか否かを判定する判定手段と、
該判定手段により前記活性種含有処理液が前記基板を処理する処理液として有効でないと判定されたときに、前記処理液供給機構から前記基板処理機構に供給すべきであった前記活性種含有処理液を前記貯液機構に送る移送機構とを有し、
前記活性種含有処理液が活性種含有溶液として前記貯液機構に貯めおかれる請求項８記載の基板処理システム。
前記処理液生成機構は、前記貯液機構に貯めおかれた前記活性種含有溶液と前記基板を処理する処理液とを混合してなる前記活性種含有処理液を貯めおく供給タンクを有し、
前記処理液供給機構は、前記供給タンクに貯めおかれた前記活性種含有処理液を前記基板処理機構に供給する機構を有し、
前記処理液戻し機構は、回収された前記活性種含有処理液を前記供給タンクに戻す機構を有し、
前記移送機構は、前記供給タンクから前記活性種含有処理液を前記貯液機構に送る機構を有する請求項９記載の基板処理システム。
前記貯液機構は、前記基板処理機構において前記基板と同種の所定基板に前記処理液を与え、該処理液と前記所定基板との反応によって活性種を生じさせつつ当該処理基板を処理した後の当該処理液を予め前記活性種含有溶液として貯めておく請求項８乃至１０のいずれかに記載の基板処理システム。
前記基板処理機構が、前記基板としてのシリコン製基板のエッチング処理を行う請求項８記載の基板処理システムであって、
前記貯液機構は、前記活性種としての亜硝酸（HNO ₂）を含む亜硝酸含有溶液を貯めおき、
前記処理液生成機構は、前記貯液機構に貯めおかれた前記亜硝酸含有溶液と、フッ酸（HF）及び硝酸（HNO ₃）を含むエッチング処理液とを混合して活性種含有エッチング処理液を生成し、
前記処理液供給機構は、前記処理液生成機構により生成された前記活性種含有エッチング処理液を前記基板処理機構に前記処理液として供給し、
前記基板処理機構において、前記活性種含有エッチング処理液と前記シリコン製基板との反応によって活性種としての亜硝酸（HNO ₂）を生じさせつつ当該シリコン製基板をエッチング処理する基板処理システム。
前記基板処理機構において前記シリコン製基板を処理した後の前記活性種含有エッチング処理液を回収する処理液回収機構と、
該処理液回収機構により回収された前記活性種含有エッチング処理液を、前記基板処理機構に供給すべき活性種含有エッチング処理液として、前記処理液供給機構に戻す処理液戻し機構と、
前記基板処理機構において使用される活性種含有エッチング処理液が前記シリコン製基板を処理するエッチング処理液として有効であるか否かを判定する判定手段と、
該判定手段により前記活性種含有エッチング処理液が前記シリコン製基板を処理するエッチング処理液として有効でないと判定されたときに、前記処理液供給機構から前記基板処理機構に供給すべきであった前記活性種含有エッチング処理液を前記貯液機構に送る移送機構とを有し、
前記活性種含有エッチング処理液が前記亜硝酸含有溶液として前記貯液機構に貯めおかれる請求項１２記載の基板処理システム。
前記処理液生成機構は、前記貯液機構に貯めおかれた前記亜硝酸含有溶液と前記基板を処理するエッチング処理液とを混合してなる前記活性種含有エッチング処理液を貯めおく供給タンクを有し、
前記処理液供給機構は、前記供給タンクに貯めおかれた前記活性種含有エッチング処理液を前記基板処理機構に供給する機構を有し、
前記処理液戻し機構は、回収された前記活性種含有エッチング処理液を前記供給タンクに戻す機構を有し、
前記移送機構は、前記供給タンクから前記活性種含有エッチング処理液を前記貯液機構に送る機構を有する請求項１３記載の基板処理システム。
前記貯液機構は、前記基板処理機構において所定シリコン製基板に前記エッチング処理液を与え、該エッチング処理液と前記所定シリコン製基板との反応によって活性種としての亜硝酸（HNO ₂）を生じさせつつ当該所定シリコン製基板を処理した後の当該エッチング処理液を予め前記亜硝酸含有溶液として貯めおく請求項１２乃至１４のいずれかに記載の基板処理システム。
前記所定シリコン製基板は、表面が粗面化されたシリコン製基板または表面が酸化膜で覆われたシリコン製基板である請求項１５記載の基板処理システム。
基板処理機構において処理液を用いて基板を処理する基板処理方法であって、
前記基板の処理の活性化に寄与する活性種と前記基板を処理する処理液とが混合されてなる活性種含有処理液を処理液生成機構によって生成して、生成された活性種含有処理液を処理液供給機構によって前記基板処理機構に前記処理液として供給するステップを有し、
前記基板処理機構において、前記活性種含有処理液と前記基板との反応によって活性種を生じさせつつ当該基板を処理する基板処理方法。
処理液を用いて基板を処理する基板処理機構と、
前記基板の処理の活性化に寄与する活性種と前記基板を処理する処理液とが混合されてなる活性種含有処理液を前記基板処理機構に前記処理液として供給する処理液供給機構とを有し、
前記基板処理機構において、前記活性種含有処理液と前記基板との反応によって活性種を生じさせつつ当該基板を処理する基板処理システム。