JP2020087985A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
<1−1.基板処理装置の構成>
図1は、第1実施形態に係る基板処理装置100の概略的な構成の一例を示す平面図である。図2は、第1実施形態に係る基板処理装置100の機能的な構成の一例を示すブロック図である。基板処理装置100は、例えば、基板Wに対して薬液処理、洗浄処理および乾燥処理を施すことができる。
図3は、薬液処理部52の概略的な構成を示す図である。この薬液処理部52は、例えば、酸化珪素の膜および窒化珪素の膜が形成された基板Wをエッチング液として機能する処理液としての燐酸水溶液中に浸漬させることで窒化珪素の膜を選択的に溶解させる処理(エッチング処理ともいう)を行う湿式エッチング処理装置である。
次に、上記の構成を有する基板処理装置100における動作について説明する。
図4は、基板処理装置100における基板Wのエッチング処理に係る動作フローの一例を示すフローチャートである。本動作フローは、例えば、制御部10が、オペレータに指定されたレシピに応じて、基板処理装置100の各部の動作を制御することで実現される。ここでは、酸化珪素の膜および窒化珪素の膜が形成された基板Wを処理液としての燐酸水溶液に浸漬することで、燐酸水溶液によって窒化珪素の膜を選択的に溶解するエッチング処理を行う例を挙げて説明する。
前処理(ステップS1)では、例えば、薬液処理槽CB2に貯留されている燐酸水溶液に複数の基板Wを浸漬させる前に、薬液処理槽CB2に対する燐酸水溶液の供給などによって燐酸水溶液がエッチング処理に適した活性状態となるように準備が行われる。なお、前処理では、例えば、薬液処理槽CB2に貯留されている燐酸水溶液に対して、図示を省略する気泡を導入する構成によってバブリング処理が施されてもよい。
本処理(ステップS2)では、薬液処理部52において複数の基板Wにエッチング処理が施される。ここでは、例えば、リフターLF2に保持された複数の基板Wが、薬液処理槽CB2に貯留されている燐酸水溶液に浸漬させる。これにより、薬液処理部52において燐酸水溶液によって複数の基板Wに対するエッチング処理を行う工程(エッチング工程ともいう)が実行される。このとき、上述した第1液供給部SL1による第1液供給処理、第1液循環部CL1による第1液循環処理、第2液供給部SL2による第2液供給処理、第2液循環部CL2による第2液循環処理と、液排出部EL1による液排出処理、液補充部AL1による液補充処理と、が適宜並行して行われる。
後処理(ステップS3)では、例えば、本処理(ステップS2)が終了した後に、薬液処理槽CB2に対する燐酸水溶液の供給などによって、次のサイクル処理の実行に向けた準備が行われる。
基板処理装置100では、基板Wの処理の計画あるいはメンテナンスの計画によっては、基板Wのエッチング処理が行われた後に、次の基板Wのエッチング処理が行われるまでに、長時間を要する場合ある。この場合には、薬液処理部52において基板Wのエッチング処理が実行されない期間(非実行期間ともインターバル期間ともいう)が存在する。このインターバル期間では、基板処理装置100の液排出部EL1に使用済み燐酸水溶液が長期間にわたって残留していると、この使用済み燐酸水溶液において基板Wからの溶出成分の結晶化(シロキサンの結晶化)が生じるおそれがある。
本実施形態に係る基板処理装置100では、例えば、制御部10が、エッチング工程における薬液処理槽CB2による基板Wに対するエッチング処理が実行された後であって、次のエッチング工程における薬液処理槽CB2による基板Wに対するエッチング処理が実行されるまでのインターバル期間に、所定のタイミングで液補充工程における液補充部AL1による第11配管部Tb11を介した液排出部EL1への使用前燐酸水溶液の補充を実行させてもよい。このような、インターバル期間において液補充工程における液補充部AL1による第11配管部Tb11を介した液排出部EL1への使用前燐酸水溶液の補充を行う処理を以下「インターバル液補充処理」と称する。また、所定のタイミングとしては、例えば、制御部10が有する機能の1つであるタイマによって第1所定時間P2がカウントされる度のタイミングが考えられる。タイマによるカウントが開始されるタイミングとしては、例えば、薬液処理部52におけるエッチング処理が終了したタイミングおよび薬液処理部52におけるエッチング処理が実行されていない状態で基板処理装置100が自動運転の状態に設定されたタイミングなどの薬液処理部52が待機状態に設定されたタイミング、ならびにインターバル液補充処理が終了したタイミングなどが考えられる。第1所定時間P2は、例えば、オペレータによる入力部8を介した入力に応じて、1〜48時間程度の間の任意の時間に設定され得る。また、所定のタイミングにおける液補充部AL1による液排出部EL1への使用前燐酸水溶液の補充量としては、例えば、冷却タンクCt1の容量(例えば、5〜50リットル程度)に1/n(nは1〜10の整数)を乗じた程度の所定量が考えられる。
上述したように、例えば、薬液処理部52においてエッチング処理を含むサイクル処理を行う際には、薬液処理槽CB2から液排出部EL1の冷却タンクCt1に使用済み燐酸水溶液が送られる。このため、例えば、インターバル期間などであっても、サイクル処理の実行が可能となるように、冷却タンクCt1にはある程度の空き容量を確保しておく態様が考えられる。そこで、基板処理装置100では、例えば、冷却タンクCt1における燐酸水溶液の貯留量を監視して、この貯留量に応じた動作を行ってもよい。
例えば、制御部10は、検出工程において、検出部M4によって、冷却タンクCt1に貯留されている液の貯留量が、第2閾値としての第4貯留量Lv4に到達していることが検出されれば、インターバル液補充処理の実行を禁止してもよい。このような処理については、制御部10が、第1液処理部5および第2液処理部6の処理部ごとに行う態様が考えられる。このような構成が採用されれば、例えば、冷却タンクCt1に第2閾値としての第4貯留量Lv4以上の液が貯留されていれば、薬液処理槽CB2によるエッチング処理が行われていないインターバルの期間において、所定のタイミングでの液排出部EL1への使用前燐酸水溶液の補充を実行しない。
例えば、制御部10は、検出工程において、検出部M4によって、冷却タンクCt1に貯留されている液の貯留量が、第1閾値としての第3貯留量Lv3に到達していることが検出されれば、薬液処理槽CB2による基板Wに対するエッチング処理の実行を禁止してもよい。このような処理については、制御部10が、第1液処理部5および第2液処理部6の処理部ごとに行う態様が考えられる。このような構成が採用されれば、例えば、基板Wにエッチング処理を施す際に薬液処理槽CB2から液排出部EL1に使用済み燐酸水溶液を排出することができずにエッチング処理で生じる不具合の発生を抑制することができる。
以上のように、第1実施形態に係る基板処理装置100によれば、例えば、処理部としての薬液処理槽CB2から基板処理装置100の外に第1処理液としての使用済み燐酸水溶液を排出する際に、この使用済み燐酸水溶液に、基板成分(例えばシリコン)の溶解濃度が相対的に低い第2処理液としての使用前燐酸水溶液を混ぜる。これにより、例えば、処理部としての薬液処理槽CB2から基板処理装置100の外へ処理液としての燐酸水溶液を排出する経路において、処理液としての燐酸水溶液における基板Wからの溶出成分の結晶化(例えば、シロキサンの結晶化)が生じにくい。
本発明は上述の第1実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良などが可能である。
6 第2液処理部
9 出力部
10 制御部
52,52B 薬液処理部
52s センサ部
100 基板処理装置
AL1,AL1B 液補充部
CB2 薬液処理槽
CP2 薬液処理ユニット
Ct1 冷却タンク
EL1,EL1A,EL1B 液排出部
En0 処理液供給源
Ex0 処理液出力部
Lv1〜Lv4 第1〜4貯留量
M4 検出部
P2〜P4 第1〜3所定時間
SL1 第1液供給部
SL2 第2液供給部
SL2B 液供給部
Tb1〜Tb11 第1〜11配管部
Tg1 液排出管部
V1〜V10 第1〜10バルブ
W 基板
Claims (20)
- 基板処理装置であって、
処理液によって基板に対するエッチング処理を行う処理部と、
前記処理部に前記処理液を供給する液供給管部を有する液供給部と、
前記処理部において前記基板に対する前記エッチング処理に使用された後の第1処理液を前記処理部から前記基板処理装置の外まで排出するための液排出管部を有する液排出部と、
前記基板を構成する成分の溶解濃度が前記第1処理液よりも低い第2処理液を前記液排出部に補充することで前記第1処理液と前記第2処理液とを混ぜて混合溶液を生成するために、前記液排出部に接続された液補充管部を有する液補充部と、
前記液供給部による前記処理部への前記処理液の供給と、前記液補充部による前記液排出部への前記第2処理液の補充と、を制御する制御部と、を備える、基板処理装置。 - 請求項1に記載の基板処理装置であって、
前記液補充部は、前記第2処理液を前記第1処理液に混ぜることで、前記混合溶液における前記基板を構成する成分の溶解濃度を溶解度未満とする、基板処理装置。 - 請求項1または請求項2に記載の基板処理装置であって、
前記処理液は、燐酸水溶液を含み、
前記基板は、窒化珪素の膜を有し、
前記エッチング処理は、前記燐酸水溶液によって前記窒化珪素の膜を溶解させる処理を含む、基板処理装置。 - 請求項1から請求項3の何れか1つの請求項に記載の基板処理装置であって、
前記液供給部は、前記処理部に前記第2処理液を供給する、基板処理装置。 - 請求項1から請求項4の何れか1つの請求項に記載の基板処理装置であって、
前記処理部は、前記液供給部からの前記処理液の供給に応じて前記第1処理液を前記液排出部に排出し、
前記制御部は、前記処理部によって前記基板に対する前記エッチング処理を行う際に、前記液供給部による前記処理部への前記処理液の2回以上の供給と、前記液補充部による前記液排出部への前記第2処理液の2回以上の補充と、を同期させて実行させる、基板処理装置。 - 請求項1から請求項5の何れか1つの請求項に記載の基板処理装置であって、
前記処理部は、前記液供給部からの前記処理液の供給に応じて前記第1処理液を前記液排出部に排出し、
前記制御部は、前記処理部によって前記基板に対する前記エッチング処理を行う前に、前記液補充部による前記液排出部への前記第2処理液の少なくとも1回補充、を実行させ、前記処理部によって前記基板に対する前記エッチング処理を行う際に、前記液供給部による前記処理部への前記処理液の供給と、前記液補充部による前記液排出部への前記第2処理液の補充と、を実行させる、基板処理装置。 - 請求項1から請求項6の何れか1つの請求項に記載の基板処理装置であって、
前記制御部は、前記処理部による前記基板に対する前記エッチング処理が実行された後であって、次の前記処理部による前記基板に対する前記エッチング処理が実行されるまでの期間に、所定のタイミングで前記液補充部によって前記液排出部への前記第2処理液の補充を実行させる、基板処理装置。 - 請求項1から請求項7の何れか1つの請求項に記載の基板処理装置であって、
前記液排出部は、さらに前記第1処理液を冷却する冷却タンクを含み、
前記液排出管部は、前記処理部と前記冷却タンクとを接続している第1部分と、前記冷却タンクに接続されており、前記基板処理装置の外まで液を排出するための第2部分と、を含む、基板処理装置。 - 請求項8に記載の基板処理装置であって、
前記液排出部は、前記冷却タンクに貯留されている液の貯留量を検出する検出部、をさらに含み、
前記処理部は、前記液供給部からの前記処理液の供給に応じて前記第1処理液を前記液排出部に排出し、
前記制御部は、前記検出部によって前記貯留量が第1閾値に到達していることが検出されれば、前記処理部による前記基板に対する前記エッチング処理の実行を禁止する、基板処理装置。 - 請求項7に記載の基板処理装置であって、
前記液排出部は、さらに前記第1処理液を冷却する冷却タンクを含み、
前記液排出管部は、前記処理部と前記冷却タンクとを接続している第1部分と、前記冷却タンクに接続されており、前記基板処理装置の外まで液を排出するための第2部分と、を含み、
前記液排出部は、前記冷却タンクに貯留されている液の貯留量を検出する検出部、をさらに含み、
前記制御部は、前記検出部によって前記貯留量が第2閾値に到達していることが検出されれば、前記所定のタイミングでの前記液補充部による前記液排出部への前記第2処理液の補充の実行を禁止する、基板処理装置。 - 基板処理装置における基板処理方法であって、
処理部において処理液によって基板に対するエッチング処理を行うエッチング工程と、
液供給管部を介して前記処理部に前記処理液を供給する液供給工程と、
前記エッチング工程において使用された後の第1処理液を前記処理部から前記基板処理装置の外まで液排出管部を含む液排出部を介して排出する液排出工程と、
前記基板を構成する成分の溶解濃度が前記第1処理液よりも低い第2処理液を、液補充管部を介して前記液排出部に補充することで、前記第1処理液と前記第2処理液とを混ぜて混合溶液を生成する液補充工程と、を有する、基板処理方法。 - 請求項11に記載の基板処理方法であって、
前記液補充工程において、前記第2処理液を前記第1処理液に混ぜることで、前記混合溶液における前記基板を構成する成分の溶解濃度を溶解度未満とする、基板処理方法。 - 請求項11または請求項12に記載の基板処理方法であって、
前記処理液は、燐酸水溶液を含み、
前記基板は、窒化珪素の膜を有し、
前記エッチング工程において、前記燐酸水溶液によって前記窒化珪素の膜を溶解させる、基板処理方法。 - 請求項11から請求項13の何れか1つの請求項に記載の基板処理方法であって、
前記液供給工程において、前記液供給管部を介して前記処理部に前記第2処理液を供給する、基板処理方法。 - 請求項11から請求項14の何れか1つの請求項に記載の基板処理方法であって、
前記液排出工程において、前記処理部は、前記液供給工程における前記処理液の供給に応じて前記第1処理液を前記液排出部に排出し、
前記エッチング工程において前記エッチング処理を行う際に、前記液供給工程における前記液供給管部を介した前記処理部への前記処理液の2回以上の供給と、前記液補充工程における前記液補充管部を介した前記液排出部への前記第2処理液の2回以上の補充と、を同期させて実行する、基板処理方法。 - 請求項11から請求項15の何れか1つの請求項に記載の基板処理方法であって、
前記液排出工程において、前記液供給工程における前記液供給管部を介した前記処理部への前記処理液の供給に応じて、前記第1処理液を前記処理部から前記液排出部に排出し、
前記エッチング工程における前記エッチング処理の前に、前記液補充工程における前記液補充管部を介した前記液排出部への前記第2処理液の補充を少なくとも1回実行し、
前記エッチング工程において前記エッチング処理を行う際に、前記液供給工程における前記液供給管部を介した前記処理部への前記処理液の供給を実行するとともに、前記液補充工程における前記液補充管部を介した前記液排出部への前記第2処理液の補充を実行する、基板処理方法。 - 請求項11から請求項16の何れか1つの請求項に記載の基板処理方法であって、
前記エッチング工程における前記エッチング処理が実行された後であって、次の前記エッチング工程における前記エッチング処理が実行されるまでの期間に、所定のタイミングで前記液補充工程における前記液補充管部を介した前記液排出部への前記第2処理液の補充を実行する、基板処理方法。 - 請求項11から請求項17の何れか1つの請求項に記載の基板処理方法であって、
前記液排出工程は、前記第1処理液を前記処理部から前記液排出管部に含まれた第1部分に排出する第1液排出工程と、前記液排出部に含まれ且つ前記第1部分に接続された冷却タンクにおいて前記第1処理液もしくは前記混合溶液を冷却する液冷却工程と、前記冷却タンクから前記液排出管部に含まれており且つ前記冷却タンクに接続された第2部分を介して前記混合溶液を前記基板処理装置の外まで排出する第2液排出工程と、を含む、基板処理方法。 - 請求項18に記載の基板処理方法であって、
前記冷却タンクに貯留されている液の貯留量を検出する検出工程、をさらに有し、
前記液排出工程において、前記液供給工程における前記液供給管部を介した前記処理部への前記処理液の供給に応じて、前記第1処理液を前記処理部から前記液排出部に排出し、
前記検出工程において前記貯留量が第1閾値に到達していることが検出されれば、前記エッチング工程における前記エッチング処理の実行を禁止する、基板処理方法。 - 請求項17に記載の基板処理方法であって、
前記液排出工程は、前記第1処理液を前記処理部から前記液排出管部に含まれた第1部分に排出する第1液排出工程と、前記液排出部に含まれ且つ前記第1部分に接続された冷却タンクにおいて前記第1処理液もしくは前記混合溶液を冷却する液冷却工程と、前記冷却タンクから前記液排出管部に含まれており且つ前記冷却タンクに接続された第2部分を介して前記混合溶液を前記基板処理装置の外まで排出する第2液排出工程と、を含み、
前記基板処理方法は、前記冷却タンクに貯留されている液の貯留量を検出する検出工程、をさらに有し、
前記検出工程において前記貯留量が第2閾値に到達していることが検出されれば、前記液補充工程における前記所定のタイミングにおける前記液補充管部を介した前記液排出部への前記第2処理液の補充を禁止する、基板処理方法。
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