JP2021002692A - 基板処理装置、および基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エッチング処理時間を短縮する基板処理装置、および基板処理方法を提供する。【解決手段】実施形態に係る基板処理装置は、基板処理装置と、第１循環ラインと、混合部と、供給ラインと、シリコン供給部とを備える。基板処理槽は、内槽と内槽の周囲に設けられる外槽とを有し、内槽に貯留されたエッチング液に基板を浸漬することによってエッチング処理を行う。第１循環ラインは、外槽と内槽とを接続し、内槽から外槽へとオーバーフローしたエッチング液を外槽から内槽へと循環させる。混合部は、新液と、シリコン含有化合物またはシリコン含有化合物を含む液体とが供給されて混合液を生成し、かつ生成された混合液を貯留する混合タンクを含む。供給ラインは、外槽と混合部とを接続し、混合部によって混合した混合液を外槽に供給する。シリコン供給部は、エッチング処理が開始された後に、シリコン含有化合物を含む液体を外槽に供給する。【選択図】図２

Description

開示の実施形態は、基板処理装置、および基板処理方法に関する。

従来、基板処理装置において、エッチング液を交換した際に、エッチング液中のシリコン濃度を高くするために、ダミーロットを基板処理槽に浸漬することが知られている（特許文献１参照）。

特開２０１５−５６６３１号公報

しかしながら、上記基板処理装置においては、ダミーロットを搬送して、エッチング液にダミーロットを浸漬し、その後ダミーロットを取り出し、搬送している。そのため、エッチング液中のシリコン濃度を高くするまでの時間が長くなる。すなわち、エッチング処理時間が長くなる。

実施形態の一態様は、エッチング処理時間を短縮する基板処理装置、および基板処理方法を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係る基板処理装置は、基板処理装置と、第１循環ラインと、混合部と、供給ラインと、シリコン供給部とを備える。基板処理槽は、内槽と内槽の周囲に設けられる外槽とを有し、内槽に貯留されたエッチング液に基板を浸漬することによってエッチング処理を行う。第１循環ラインは、外槽と内槽とを接続し、内槽から外槽へとオーバーフローしたエッチング液を外槽から内槽へと循環させる。混合部は、新液と、シリコン含有化合物またはシリコン含有化合物を含む液体とが供給されて混合液を生成し、かつ生成された混合液を貯留する混合タンクを含む。供給ラインは、外槽と混合部とを接続し、混合部によって混合した混合液を外槽に供給する。シリコン供給部は、エッチング処理が開始された後に、シリコン含有化合物を含む液体を外槽に供給する。

実施形態の一態様によれば、エッチング処理時間を短縮することができる。

図１は、基板処理装置の概略平面図である。 図２は、第１実施形態に係るエッチング用の処理槽の構成を示す概略ブロック図である。 図３は、第１実施形態に係る溶解液の供給方法を説明するフローチャートである。 図４は、第２実施形態に係るエッチング用の処理槽を示す概略ブロック図である。 図５は、第３実施形態に係るエッチング用の処理槽を示す概略ブロック図である。 図６は、第３実施形態に係るミキサーの概略構成断面図である。 図７は、第３実施形態に係る基板処理装置の変形例の処理槽を示す概略ブロック図である。 図８は、第３実施形態に係る基板処理装置の変形例の処理槽を示す概略ブロック図である。 図９は、第４実施形態に係るエッチング用の処理槽を示す概略ブロック図である。 図１０は、第４実施形態に係るシリコン溶液の供給方法を説明するフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する基板処理装置、および基板処理方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

（第１実施形態）
図１に示すように、第１実施形態に係る基板処理装置１は、キャリア搬入出部２と、ロット形成部３と、ロット載置部４と、ロット搬送部５と、ロット処理部６と、制御部１００とを有する。図１は、基板処理装置１の概略平面図である。ここでは、水平方向に直交する方向を上下方向として説明する。

キャリア搬入出部２は、複数枚（例えば、２５枚）の基板（シリコンウエハ）８を水平姿勢で上下に並べて収容したキャリア９の搬入、および搬出を行う。

キャリア搬入出部２には、複数個のキャリア９を載置するキャリアステージ１０と、キャリア９の搬送を行うキャリア搬送機構１１と、キャリア９を一時的に保管するキャリアストック１２，１３と、キャリア９を載置するキャリア載置台１４とが設けられている。

キャリア搬入出部２は、外部からキャリアステージ１０に搬入されたキャリア９を、キャリア搬送機構１１を用いてキャリアストック１２や、キャリア載置台１４に搬送する。すなわち、キャリア搬入出部２は、ロット処理部６で処理する前の複数枚の基板８を収容するキャリア９を、キャリアストック１２や、キャリア載置台１４に搬送する。

キャリアストック１２は、ロット処理部６で処理する前の複数枚の基板８を収容するキャリア９を、一時的に保管する。

キャリア載置台１４に搬送され、ロット処理部６で処理する前の複数枚の基板８を収容するキャリア９からは、後述する基板搬送機構１５によって複数枚の基板８が搬出される。

また、キャリア載置台１４に載置され、基板８を収容していないキャリア９には、基板搬送機構１５から、ロット処理部６で処理した後の複数枚の基板８が搬入される。

キャリア搬入出部２は、キャリア載置台１４に載置され、ロット処理部６で処理した後の複数枚の基板８を収容するキャリア９を、キャリア搬送機構１１を用いてキャリアストック１３や、キャリアステージ１０に搬送する。

キャリアストック１３は、ロット処理部６で処理した後の複数枚の基板８を一時的に保管する。キャリアステージ１０に搬送されたキャリア９は、外部へ搬出される。

ロット形成部３には、複数枚（例えば、２５枚）の基板８を搬送する基板搬送機構１５が設けられている。ロット形成部３は、基板搬送機構１５による複数枚（例えば、２５枚）の基板８の搬送を２回行い、複数枚（例えば、５０枚）の基板８からなるロットを形成する。

ロット形成部３は、基板搬送機構１５を用いて、キャリア載置台１４に載置されたキャリア９からロット載置部４へ複数枚の基板８を搬送し、複数枚の基板８をロット載置部４に載置することで、ロットを形成する。

ロットを形成する複数枚の基板８は、ロット処理部６によって同時に処理される。ロットを形成するときは、複数枚の基板８の表面にパターンが形成されている面を互いに対向するようにロットを形成してもよく、また、複数枚の基板８の表面にパターンが形成されている面がすべて一方を向くようにロットを形成してもよい。

また、ロット形成部３は、ロット処理部６で処理が行われ、ロット載置部４に載置されたロットから、基板搬送機構１５を用いて複数枚の基板８をキャリア９へ搬送する。

基板搬送機構１５は、複数枚の基板８を支持するための基板支持部として、処理前の複数枚の基板８を支持する処理前基板支持部（不図示）と、処理後の複数枚の基板８を支持する処理後基板支持部（不図示）の２種類を有している。これにより、処理前の複数枚の基板８等に付着したパーティクル等が処理後の複数枚の基板８等に転着することを防止することができる。

基板搬送機構１５は、複数枚の基板８の搬送途中で、複数枚の基板８の姿勢を水平姿勢から垂直姿勢、および垂直姿勢から水平姿勢に変更する。

ロット載置部４は、ロット搬送部５によってロット形成部３とロット処理部６との間で搬送されるロットをロット載置台１６で一時的に載置（待機）する。

ロット載置部４には、搬入側ロット載置台１７と、搬出側ロット載置台１８とが設けられている。

搬入側ロット載置台１７には、処理前のロットが載置される。搬出側ロット載置台１８には、処理後のロットが載置される。

搬入側ロット載置台１７、および搬出側ロット載置台１８には、１ロット分の複数枚の基板８が垂直姿勢で前後に並べて載置される。

ロット搬送部５は、ロット載置部４とロット処理部６との間や、ロット処理部６の内部間でロットの搬送を行う。

ロット搬送部５には、ロットの搬送を行うロット搬送機構１９が設けられている。ロット搬送機構１９は、ロット載置部４とロット処理部６とに沿わせて配置したレール２０と、ロットを保持しながらレール２０に沿って移動する移動体２１とを有する。

移動体２１には、垂直姿勢で前後に並んだ複数枚の基板８で形成されるロットを保持する基板保持体２２が設けられている。

ロット搬送部５は、搬入側ロット載置台１７に載置されたロットをロット搬送機構１９の基板保持体２２で受取り、受取ったロットをロット処理部６に受け渡す。

また、ロット搬送部５は、ロット処理部６で処理されたロットをロット搬送機構１９の基板保持体２２で受取り、受取ったロットを搬出側ロット載置台１８に受け渡す。

さらに、ロット搬送部５は、ロット搬送機構１９を用いてロット処理部６の内部においてロットの搬送を行う。

ロット処理部６は、垂直姿勢で前後に並んだ複数枚の基板８で形成されたロットにエッチングや、洗浄や、乾燥などの処理を行う。

ロット処理部６には、ロットにエッチング処理を行う２台のエッチング処理装置２３と、ロットの洗浄処理を行う洗浄処理装置２４と、基板保持体２２の洗浄処理を行う基板保持体洗浄処理装置２５と、ロットの乾燥処理を行う乾燥処理装置２６とが並べて設けられている。なお、エッチング処理装置２３の台数は、２台に限られることはなく、１台でもよく、３台以上であってもよい。

エッチング処理装置２３は、エッチング用の処理槽２７と、リンス用の処理槽２８と、基板昇降機構２９，３０とを有する。

エッチング用の処理槽２７には、エッチング用の処理液（以下、「エッチング液」という。）が貯留される。リンス用の処理槽２８には、リンス用の処理液（純水等）が貯留される。なお、エッチング用の処理槽２７の詳細については後述する。

基板昇降機構２９,３０には、ロットを形成する複数枚の基板８が垂直姿勢で前後に並べて保持される。

エッチング処理装置２３は、ロット搬送機構１９の基板保持体２２からロットを基板昇降機構２９で受取り、受取ったロットを基板昇降機構２９で降下させることでロットを処理槽２７のエッチング液に浸漬させてエッチング処理を行う。

その後、エッチング処理装置２３は、基板昇降機構２９を上昇させることでロットを処理槽２７から取り出し、基板昇降機構２９からロット搬送機構１９の基板保持体２２にロットを受け渡す。

そして、ロット搬送機構１９の基板保持体２２からロットを基板昇降機構３０で受取り、受取ったロットを基板昇降機構３０で降下させることでロットを処理槽２８のリンス用の処理液に浸漬させてリンス処理を行う。

その後、エッチング処理装置２３は、基板昇降機構３０を上昇させることでロットを処理槽２８から取り出し、基板昇降機構３０からロット搬送機構１９の基板保持体２２にロットを受け渡す。

洗浄処理装置２４は、洗浄用の処理槽３１と、リンス用の処理槽３２と、基板昇降機構３３,３４とを有する。

洗浄用の処理槽３１には、洗浄用の処理液（ＳＣ−１等）が貯留される。リンス用の処理槽３２には、リンス用の処理液（純水等）が貯留される。基板昇降機構３３,３４には、１ロット分の複数枚の基板８が垂直姿勢で前後に並べて保持される。

乾燥処理装置２６は、処理槽３５と、処理槽３５に対して昇降する基板昇降機構３６とを有する。

処理槽３５には、乾燥用の処理ガス（ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等）が供給される。基板昇降機構３６には、１ロット分の複数枚の基板８が垂直姿勢で前後に並べて保持される。

乾燥処理装置２６は、ロット搬送機構１９の基板保持体２２からロットを基板昇降機構３６で受取り、受取ったロットを基板昇降機構３６で降下させて処理槽３５に搬入し、処理槽３５に供給した乾燥用の処理ガスでロットの乾燥処理を行う。そして、乾燥処理装置２６は、基板昇降機構３６でロットを上昇させ、基板昇降機構３６からロット搬送機構１９の基板保持体２２に、乾燥処理を行ったロットを受け渡す。

基板保持体洗浄処理装置２５は、処理槽３７を有し、処理槽３７に洗浄用の処理液、および乾燥ガスを供給できるようになっており、ロット搬送機構１９の基板保持体２２に洗浄用の処理液を供給した後、乾燥ガスを供給することで基板保持体２２の洗浄処理を行う。

制御部１００は、基板処理装置１の各部（キャリア搬入出部２、ロット形成部３、ロット載置部４、ロット搬送部５、ロット処理部６）の動作を制御する。制御部１００は、スイッチなどからの信号に基づいて、基板処理装置１の各部の動作を制御する。

制御部１００は、例えばコンピュータからなり、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体３８を有する。記憶媒体３８には、基板処理装置１において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。

制御部１００は、記憶媒体３８に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理装置１の動作を制御する。なお、プログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体３８に記憶されていたものであって、他の記憶媒体から制御部１００の記憶媒体３８にインストールされたものであってもよい。

コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体３８としては、例えばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。

次に、エッチング用の処理槽２７について、図２を参照し説明する。図２は、第１実施形態に係るエッチング用の処理槽２７の構成を示す概略ブロック図である。

エッチング用の処理槽２７では、エッチング液を用いて、基板８上に形成された窒化膜（ＳｉＮ）と酸化膜（ＳｉＯ２）のうち、窒化膜のみを選択的にエッチングする。

窒化膜のエッチング処理では、リン酸（Ｈ３ＰＯ４）水溶液にシリコン（Ｓｉ）含有化合物を添加してシリコン濃度を調整した溶液が、エッチング液として一般的に用いられる。シリコン濃度の調整手法としては、既存のリン酸水溶液にダミー基板を浸漬させてシリコンを溶解させる方法（シーズニング）や、コロイダルシリカなどのシリコン含有化合物をリン酸水溶液に溶解させる方法がある。また、リン酸水溶液にシリコン含有化合物水溶液を添加してシリコン濃度を調整する方法もある。

エッチング処理においては、エッチング液のシリコン濃度を高くすることで、窒化膜のみをエッチングする選択性を向上させることができる。しかし、エッチング処理により窒化膜がエッチング液に溶解し、エッチング液のシリコン濃度が高くなり過ぎると、エッチング液に溶け込んだシリコンがシリコン酸化物として酸化膜上に析出する。

本実施形態では、シリコン酸化物の析出を抑制するために、シリコン溶液を溶かしたリン酸水溶液にＳｉＯ２析出防止剤をさらに混合したエッチング液を用いてエッチング処理を行う。

シリコン含有化合物は、一例として、コロイダルシリカが挙げられる。なお、シリコン含有化合物は、コロイダルシリカの他に、ヒュームドシリカなどのシリカであってもよい。

また、シリコン含有化合物は、例えば、アルコキシシラン（テトラメトキシシラン、テトラエトキシシランなど）や、シラザン（ヘキサメチルシラザン、１,１,１,３,３,３−ヘキサメチルプロパンジシラザンなど）や、シロキサン（１,１,３,３−テトラメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシロキサンなど）や、シラノール（トリエチルシラノール、トリメチルシラノールなど）や、ケイ酸（オルトケイ酸、メタケイ酸など）であってもよい。

ＳｉＯ２析出防止剤は、例えば、ヘキサフルオロケイ酸アンモニウム（ＮＨ４）２ＳｉＦ６や、ヘキサフルオロケイ酸ナトリウム（Ｎａ２ＳｉＦ６）などである。

エッチング用の処理槽２７は、リン酸水溶液供給部４０と、リン酸水溶液排出部４１と、純水供給部４２と、ＳｉＯ２析出防止剤供給部４３と、シリコン供給部４４と、内槽４５と、外槽４６と、温調タンク４７とを有する。内槽４５と外槽４６とは、基板処理槽を構成する。

リン酸水溶液供給部４０は、リン酸水溶液供給源４０Ａと、リン酸水溶液供給ライン４０Ｂと、第１流量調整器４０Ｃとを有する。

リン酸水溶液供給源４０Ａは、リン酸水溶液を貯留するタンクである。リン酸水溶液供給ライン４０Ｂは、リン酸水溶液供給源４０Ａと内槽４５とを接続し、リン酸水溶液供給源４０Ａから内槽４５にリン酸水溶液を供給する。

リン酸水溶液供給ライン４０Ｂは、分岐ライン４０Ｄを有し、分岐ライン４０Ｄを介してリン酸水溶液供給源４０Ａと温調タンク４７とを接続し、リン酸水溶液供給源４０Ａから温調タンク４７にリン酸水溶液を供給する。

分岐ライン４０Ｄは、例えば、三方弁４０Ｅを介してリン酸水溶液供給ライン４０Ｂに接続される。三方弁４０Ｅは、リン酸水溶液の供給先を内槽４５または温調タンク４７に切り替える。

第１流量調整器４０Ｃは、三方弁４０Ｅよりもリン酸水溶液供給源４０Ａ側のリン酸水溶液供給ライン４０Ｂに設けられ、内槽４５や、温調タンク４７へ供給されるリン酸水溶液の流量を調整する。第１流量調整器４０Ｃは、開閉弁や、流量制御弁や、流量計などから構成される。なお、リン酸水溶液供給部４０は、外槽４６にリン酸水溶液を供給してもよい。

純水供給部４２は、純水供給源４２Ａと、純水供給ライン４２Ｂと、第２流量調整器４２Ｃとを有する。純水供給部４２は、エッチング液を加熱することにより蒸発した水分を補給するために外槽４６に純水（ＤＩＷ）を供給する。

純水供給ライン４２Ｂは、純水供給源４２Ａと外槽４６とを接続し、純水供給源４２Ａから外槽４６に所定温度の純水を供給する。

第２流量調整器４２Ｃは、純水供給ライン４２Ｂに設けられ、外槽４６へ供給される純水の流量を調整する。第２流量調整器４２Ｃは、開閉弁、流量制御弁、流量計などから構成される。

ＳｉＯ２析出防止剤供給部４３は、ＳｉＯ２析出防止剤供給源４３Ａと、ＳｉＯ２析出防止剤供給ライン４３Ｂと、第３流量調整器４３Ｃとを有する。ＳｉＯ２析出防止剤供給部４３は、エッチング処理を行う際にＳｉＯ２析出防止剤を外槽４６に供給する。また、ＳｉＯ２析出防止剤供給部４３は、エッチング液を加熱することにより蒸発したＳｉＯ２析出防止剤を補給するために外槽４６にＳｉＯ２析出防止剤を供給する。

ＳｉＯ２析出防止剤供給源４３Ａは、ＳｉＯ２析出防止剤を貯留するタンクである。ＳｉＯ２析出防止剤供給ライン４３Ｂは、ＳｉＯ２析出防止剤供給源４３Ａと外槽４６とを接続し、ＳｉＯ２析出防止剤供給源４３Ａから外槽４６にＳｉＯ２析出防止剤を供給する。

第３流量調整器４３Ｃは、ＳｉＯ２析出防止剤供給ライン４３Ｂに設けられ、外槽４６へ供給されるＳｉＯ２析出防止剤の流量を調整する。第３流量調整器４３Ｃは、開閉弁や、流量制御弁や、流量計などから構成される。

シリコン供給部４４は、シリコン供給源４４Ａと、シリコン供給ライン４４Ｂと、第４流量調整器４４Ｃとを有する。

シリコン供給源４４Ａは、シリコン溶液を貯留するタンクである。シリコン供給ライン４４Ｂは、シリコン供給源４４Ａと温調タンク４７とを接続し、シリコン供給源４４Ａから温調タンク４７にシリコン溶液を供給する。

第４流量調整器４４Ｃは、シリコン供給ライン４４Ｂに設けられ、温調タンク４７へ供給されるシリコン溶液の流量を調整する。第４流量調整器４４Ｃは、開閉弁や、流量制御弁や、流量計などから構成される。

内槽４５は、上部が開放され、エッチング液が上部付近まで供給される。内槽４５では、基板昇降機構２９によってロット（複数枚の基板８）がエッチング液に浸漬され、基板８にエッチング処理が行われる。

外槽４６は、内槽４５の上部周囲に設けられるとともに上部が開放される。外槽４６には、内槽４５からオーバーフローしたエッチング液が流入する。また、外槽４６には、シリコン溶液がリン酸水溶液に溶けた溶解液が温調タンク４７から供給される。また、外槽４６には、純水供給部４２から純水が供給される。また、外槽４６には、ＳｉＯ２析出防止剤供給部４３からＳｉＯ２析出防止剤が供給される。外槽４６に供給されたＳｉＯ２析出防止剤は、外槽４６内のエッチング液に混合される。すなわち、ＳｉＯ２析出防止剤は、外槽４６においてリン酸水溶液に混合される。

外槽４６と内槽４５とは第１循環ライン５０によって接続される。第１循環ライン５０の一端は、外槽４６に接続され、第１循環ライン５０の他端は、内槽４５内に設置された処理液供給ノズル４９に接続される。

第１循環ライン５０には、外槽４６側から順に、第１ポンプ５１、第１ヒーター５２およびフィルタ５３が設けられる。外槽４６内のエッチング液は第１ヒーター５２によって加温されて処理液供給ノズル４９から内槽４５内に流入する。第１ヒーター５２は、内槽４５に供給されるエッチング液を、エッチング処理に適した第１所定温度に加温する。

第１ポンプ５１を駆動させることにより、エッチング液は、外槽４６から第１循環ライン５０を経て内槽４５内に送られる。また、エッチング液は、内槽４５からオーバーフローすることで、再び外槽４６へと流出する。このようにして、エッチング液の循環路５５が形成される。すなわち、循環路５５は、外槽４６、第１循環ライン５０、内槽４５によって形成される。循環路５５では、内槽４５を基準として外槽４６が第１ヒーター５２よりも上流側に設けられる。

温調タンク４７では、シリコン供給部４４から供給されたシリコン溶液が、内槽４５および外槽４６に供給されたリン酸水溶液とは異なる液体であるリン酸水溶液（新液）に混合される。すなわち、温調タンク４７では、循環路５５に存在するリン酸水溶液ではないリン酸水溶液に、シリコン溶液が混合される。そして、シリコン溶液がリン酸水溶液に溶けた溶解液（混合液）が生成され、溶解液が温調タンク４７に貯留される。温調タンク４７には、温調タンク４７内の溶解液を循環させる第２循環ライン６０が接続される。また、温調タンク４７には、供給ライン７０の一端が接続される。供給ライン７０の他端は、外槽４６に接続される。なお、リン酸水溶液は、リン酸水溶液供給部４０とは別の手段によって供給されてもよい。温調タンク４７は、混合部を構成する。第２循環ライン６０は、循環ラインを構成する。

第２循環ライン６０には、第２ポンプ６１および第２ヒーター６２が設けられている。第２ヒーター６２をＯＮにした状態で第２ポンプ６１を駆動させることにより、温調タンク４７内の溶解液が加温されて循環する。溶解液が第２循環ライン６０によって循環することで、リン酸水溶液へのシリコン溶液の溶解が促進され、溶解液中のシリコン含有化合物の濃度が均一になる。

なお、溶解液中のシリコン含有化合物の濃度が、所定溶解濃度となるようにシリコン溶液の供給量が調整される。

第２ヒーター６２は、溶解液を、予め設定された第２所定温度に加温する。なお、第２所定温度は、第１所定温度と同じ温度であってもよく、異なる温度であってもよい。例えば、第２所定温度を第１所定温度よりも高い温度に設定した場合、第１所定温度の場合と比較して、溶解液により多くのシリコン含有化合物が溶解するため、溶解液のシリコン濃度をより高くすることができる。

供給ライン７０には、第３ポンプ７１と、第５流量調整器７２とが設けられる。第５流量調整器７２は、外槽４６へ供給される溶解液の供給量を調整する。第５流量調整器７２は、開閉弁や、流量制御弁や、流量計などから構成される。

温調タンク４７に貯留された溶解液は、エッチング液の全部、または一部を入れ替える際に、供給ライン７０を介して外槽４６に供給される。溶解液が外槽４６に供給される場合には、エッチング液中のシリコン濃度が予め設定された所定シリコン濃度となるように、供給量が調整されて外槽４６に供給される。具体的には、予め実験などによって設定されたエッチング処理の経過時間に基づいて、溶解液の供給量は調整される。

溶解液は、シリコン含有化合物が十分に溶けた液である。そのため、外槽４６に供給された溶解液は、エッチング液に混合され、エッチング液は、シリコン含有化合物が溶けた液となる。

なお、温調タンク４７にシリコン濃度を検出する濃度計を設け、濃度計によって検出されたシリコン濃度に基づいて溶解液の供給量を調整してもよい。すなわち、内槽４５内のエッチング液中のシリコン濃度が所定シリコン濃度となるように、検出されたシリコン濃度に基づいて溶解液の供給量を調整してもよい。

リン酸水溶液排出部４１は、エッチング処理で使用されたエッチング液の全部、または一部を入れ替える際にエッチング液を排出する。リン酸水溶液排出部４１は、排出ライン４１Ａと、第６流量調整器４１Ｂと、冷却タンク４１Ｃとを有する。

排出ライン４１Ａは、第１循環ライン５０に接続される。第６流量調整器４１Ｂは、排出ライン４１Ａに設けられ、排出されるエッチング液の排出量を調整する。第６流量調整器４１Ｂは、開閉弁や、流量制御弁や、流量計などから構成される。冷却タンク４１Ｃは、排出ライン４１Ａを流れてきたエッチング液を一時的に貯留するとともに冷却する。

なお、第１流量調整器４０Ｃ〜第６流量調整器４１Ｂを構成する開閉弁の開閉や、流量制御弁の開度は、制御部１００からの信号に基づいてアクチュエータ（不図示）が動作することで、変更される。すなわち、第１流量調整器４０Ｃ〜第６流量調整器４１Ｂを構成する開閉弁や、流量制御弁は、制御部１００によって制御される。

次に、第１実施形態に係る基板処理装置１における溶解液の供給方法について図３を参照し説明する。図３は、第１実施形態に係る溶解液の供給方法を説明するフローチャートである。

基板処理装置１は、所定タイミングであるか否かを判定する（Ｓ１０）。所定タイミングは、予め設定されたタイミングであり、エッチング液中のシリコン濃度が予め設定された所定シリコン濃度よりも小さくなるタイミングである。例えば、所定タイミングは、エッチング液の全部、または一部が排出されたタイミングである。基板処理装置１は、例えば、エッチング処理の経過時間に基づいて所定タイミングであるか否かを判定する。なお、基板処理装置１は、外槽４６内のエッチング液中のシリコン濃度を濃度計によって検出し、所定タイミングであるか否かを判定してもよい。

基板処理装置１は、所定タイミングである場合には（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、温調タンク４７から溶解液を外槽４６に供給し（Ｓ１１）、ＳｉＯ２析出防止剤供給部４３からＳｉＯ２析出防止剤を外槽４６に供給する（Ｓ１２）。これにより、シリコン含有化合物が十分に溶けた溶解液およびＳｉＯ２析出防止剤が外槽４６に供給される。

基板処理装置１は、所定タイミングではない場合には（Ｓ１０：Ｎｏ）、今回の処理を終了する。

基板処理装置１は、温調タンク４７において、内槽４５および外槽４６に供給されたリン酸水溶液（エッチング液）とは異なる液体であるリン酸水溶液に、シリコン溶液を混合し、リン酸水溶液にシリコン溶液を溶かした溶解液を温調タンク４７において生成する。そして、基板処理装置１は、生成した溶解液を外槽４６に供給する。このように、基板処理装置１は、シリコン溶液を溶かした溶解液を外槽４６に供給することで、エッチング処理に用いられるエッチング液にシリコン溶液を容易に溶かすことができる。従って、基板処理装置１は、エッチング処理液中のシリコン濃度を高くするための調整時間を短縮することができ、エッチング処理時間を短縮することができる。

また、基板処理装置１は、シリコン溶液が溶けた溶解液を外槽４６に供給することで、シリコン含有化合物がフィルタ５３に詰まることを抑制することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る基板処理装置１について図４を参照し説明する。図４は、第２実施形態に係るエッチング用の処理槽２７を示す概略ブロック図である。ここでは、第１実施形態とは異なる箇所を中心に説明し、第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同じ符号を付して詳しい説明は省略する。

エッチング用の処理槽２７は、第１実施形態と比較して、第２ヒーター６２を有していない。

温調タンク４７には、シリコン溶液（シリコン含有化合物）を溶かす薬液にシリコン溶液を混合し、シリコン溶液を薬液に溶かした溶解液が貯留される。薬液は、常温でシリコン溶液を溶かす薬液である。薬液は、例えば、フッ化水素酸や、水酸化アンモニウムである。

基板処理装置１は、第１実施形態と同様に、所定タイミングである場合に、温調タンク４７から溶解液を外槽４６に供給し、ＳｉＯ２析出防止剤を外槽４６に供給する。

第２実施形態に係る基板処理装置１は、温調タンク４７でシリコン溶液を常温で溶かす薬液にシリコン溶液を混合し、シリコン溶液を薬液に溶かした溶解液を生成し、生成した溶解液を外槽４６に供給する。これにより、基板処理装置１は、エッチング処理中のシリコン濃度を高くするための時間を短縮することができ、エッチング処理時間を短縮することができる。

また、基板処理装置１は、シリコン溶液を常温で溶かす薬液に、シリコン溶液を溶かすため、溶解液を加温するヒーターを用いずに溶解液を生成することができる。そのため、基板処理装置１は、装置を小型化し、コストを低減することができる。

なお、基板処理装置１は、第１実施形態と同様に、第２循環ライン６０に第２ヒーター６２を設け、溶解液を加温してもよい。これにより、シリコン溶液を薬液に溶かす時間を短縮することができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る基板処理装置１について図５を参照し説明する。図５は、第３実施形態に係るエッチング用の処理槽２７を示す概略ブロック図である。ここでは、第１実施形態とは異なる箇所を中心に説明し、第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同じ符号を付して詳しい説明は省略する。

エッチング用の処理槽２７は、第１実施形態と比較して、温調タンク４７を有していない。また、エッチング用の処理槽２７は、ミキサー８０を有する。ミキサー８０は、純水供給ライン４２Ｂとシリコン供給ライン４４Ｂとに接続される。

ミキサー８０は、図６に示すように、内管８１の一端が外管８２内で開口する二重管である。内管８１の他端は、シリコン供給ライン４４Ｂに接続される。外管８２は、純水供給ライン４２Ｂ（図５参照）に接続される。具体的には、ミキサー８０は、純水供給ライン４２Ｂに介挿され、外管８２は、純水供給ライン４２Ｂの一部を構成する。図６は、第３実施形態に係るミキサー８０の概略構成断面図である。ミキサー８０は、外管８２を流れるＤＩＷに内管８１から流出したシリコン溶液を混合する。すなわち、内槽４５および外槽４６に供給されたリン酸水溶液（エッチング液）とは異なる液体であるＤＩＷにシリコン溶液を混合した混合液を生成する。ミキサー８０は、混合部を構成する。純水供給ライン４２Ｂは、供給ラインを構成する。

内管８１から流出したシリコン溶液が外管８２を流れるＤＩＷに均一に混合されるように、内管８１は、例えば、螺旋状に形成される。ミキサー８０は、内管８１から流出されたシリコン溶液に乱流を発生させ、ＤＩＷにシリコン溶液を混合する。ミキサー８０によってシリコン溶液が混合されたＤＩＷは、外槽４６に供給される。

なお、ミキサー８０は、乱流を発生させてＤＩＷにシリコン溶液を混合すればよく、例えば、外管８２の内壁に凹凸を設けてもよく、内管８１の内壁や外壁に凹凸を設けてもよい。また、ミキサー８０は、スタティックミキサーであってもよい。

また、ミキサー８０は、内管８１の他端を純水供給ライン４２Ｂに接続し、外管８２をシリコン供給ライン４４Ｂに接続してもよい。

なお、第３実施形態に係る基板処理装置１は、ミキサー８０を設けずに、純水供給ライン４２Ｂとシリコン供給ライン４４Ｂとを接続し、シリコン溶液をＤＩＷに混合し、シリコン溶液とＤＩＷとの混合液を外槽４６に供給してもよい。

第３実施形態に係る基板処理装置１は、第１実施形態と同様に、所定タイミングである場合に、シリコン溶液をＤＩＷに混合した混合液を外槽４６に供給し、ＳｉＯ２析出防止剤を外槽４６に供給する。

第３実施形態に係る基板処理装置１は、シリコン溶液をＤＩＷに混合することで、シリコン溶液中のシリコン含有化合物の粒子をＤＩＷ中で分散させる。これにより、基板処理装置１は、シリコン含有化合物の粒子が凝縮することを抑制することができ、フィルタ５３にシリコン含有化合物が詰まることを抑制することができる。

なお、基板処理装置１は、図７に示すように、シリコン溶液とリン酸水溶液とを混合してもよい。図７は、第３実施形態に係る基板処理装置１の変形例の処理槽２７を示す概略ブロック図である。例えば、基板処理装置１は、ミキサー８５をリン酸水溶液供給ライン４０Ｂとシリコン供給ライン４４Ｂとに接続する。なお、リン酸水溶液供給部４０は、外槽４６にリン酸水溶液を供給する。

また、基板処理装置１は、図８に示すように、シリコン溶液、リン酸水溶液、およびＳｉＯ２析出防止剤を混合してもよい。図８は、第３実施形態に係る基板処理装置１の変形例の処理槽２７を示す概略ブロック図である。例えば、基板処理装置１は、２つのミキサー８５、８６によってシリコン溶液、リン酸水溶液、およびＳｉＯ２析出防止剤を混合する。基板処理装置１は、ミキサー８５をリン酸水溶液供給ライン４０Ｂとシリコン供給ライン４４Ｂとに接続し、ミキサー８６を、リン酸水溶液供給ライン４０ＢとＳｉＯ２析出防止剤供給ライン４３Ｂとに接続する。なお、リン酸水溶液供給部４０は、外槽４６にリン酸水溶液を供給する。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態に係る基板処理装置１について図９を参照し説明する。図９は、第４実施形態に係るエッチング用の処理槽２７を示す概略ブロック図である。ここでは、第１実施形態とは異なる箇所を中心に説明し、第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同じ符号を付して詳しい説明は省略する。

シリコン供給部４４は、外槽４６、または温調タンク４７にシリコン溶液を供給する。具体的には、シリコン供給部４４は、シリコン供給ライン４４Ｂから分岐する分岐ライン４４Ｄを有し、分岐ライン４４Ｄを介してシリコン供給源４４Ａと外槽４６とを接続し、シリコン供給源４４Ａから外槽４６にシリコン溶液を供給する。

分岐ライン４４Ｄは、例えば、三方弁４４Ｅを介してシリコン供給ライン４４Ｂに接続される。三方弁４４Ｅは、シリコン溶液の供給先を温調タンク４７または外槽４６に切り替える。

リン酸水溶液供給部４０は、リン酸水溶液供給ライン４０Ｂによって外槽４６にリン酸水溶液を供給する。

ＳｉＯ２析出防止剤供給部４３は、ＳｉＯ２析出防止剤供給ライン４３Ｂによって温調タンク４７にＳｉＯ２析出防止剤を供給する。なお、ＳｉＯ２析出防止剤供給部４３は、第１実施形態と同様に、外槽４６にＳｉＯ２析出防止剤を供給してもよい。

温調タンク４７では、リン酸水溶液、シリコン溶液、およびＳｉＯ２析出防止剤が混合された溶解液（混合液）が生成され、貯留される。なお、温調タンク４７内の溶解液は、第２循環ライン６０によって循環され、第２所定温度に加温される。また、溶解液は、シリコン濃度が初期濃度となるように調整される。初期濃度は、予め設定された濃度であり、所定シリコン濃度よりも低い濃度である。

次に、第４実施形態に係る基板処理装置１におけるシリコン溶液の供給方法について図１０を参照し説明する。図１０は、第４実施形態に係るシリコン溶液の供給方法を説明するフローチャートである。なお、第４実施形態に係るシリコン溶液の供給方法は、例えば、エッチング液の全部を入れ替えて、エッチング処理を行う場合に実行される。

基板処理装置１は、温調タンク４７に貯留された溶解液を、エッチング処理に用いられたエッチング液が排出された外槽４６、および内槽４５に供給する（Ｓ２０）。具体的には、基板処理装置１は、溶解液を外槽４６に供給し、第１循環ライン５０によって内槽４５に溶解液を供給する。内槽４５、および外槽４６に供給された溶解液は、エッチング液としてエッチング処理に用いられる。

基板処理装置１は、循環路５５でエッチング液を温調循環させる（Ｓ２１）。具体的には、基板処理装置１は、第１ポンプ５１を駆動させて、エッチング液を循環させ、第１ヒーター５２によってエッチング液を第１所定温度に加温する。

基板処理装置１は、内槽４５にロット（複数枚の基板８）を浸漬させてエッチング処理を開始する（Ｓ２２）。エッチング液は、シリコン濃度が初期濃度、すなわち所定濃度よりも低い濃度に調整されている。エッチング処理を開始した直後は、基板８からエッチング液に溶け出すシリコンの溶解量が一時的に多くなり、一時的にシリコン酸化物（ＳｉＯ２）が析出し、局所的にシリコン濃度が高くなる。そのため、基板処理装置１は、シリコン濃度を初期濃度としたエッチング液でエッチング処理を開始する。なお、初期濃度は、処理条件に応じて設定することができ、初期濃度を０ｐｐｍとしてもよい。

基板処理装置１は、エッチング処理を開始してから所定時間が経過すると（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、シリコン供給部４４から外槽４６にシリコン溶液を供給する（Ｓ２４）。所定時間は、局所的にシリコン濃度が高くなる時間が経過するまでの時間であり、実験などによって予め設定された時間である。すなわち、基板処理装置１は、エッチング処理を開始してから所定時間が経過した後に、シリコン供給部４４から外槽４６にシリコン溶液を供給し、所定時間経過後のシリコン濃度を、所定時間経過前のシリコン濃度よりも高くする。

基板処理装置１は、エッチング液のシリコン濃度が所定シリコン濃度となるように、シリコン溶液を供給する。例えば、基板処理装置１は、予め実験などによって設定されたエッチング処理の経過時間に基づいて、シリコン溶液を供給する。また、基板処理装置１は、濃度計によってエッチング液中のシリコン濃度を検出し、検出したシリコン濃度に基づいて、シリコン溶液を供給する。

なお、基板処理装置１は、エッチング処理を開始してから所定時間が経過するまで（Ｓ２３：Ｎｏ）、シリコン溶液を供給せずにエッチング処理を行う。

基板処理装置１は、外槽４６にシリコン溶液を供給するシリコン供給部４４を備える。これにより、基板処理装置１は、エッチング処理中にエッチング液のシリコン濃度を変更することができる。そのため、基板処理装置１は、エッチング液のシリコン濃度をエッチング処理に適した濃度とすることができ、精度のよいエッチング処理を行うことができる。

また、基板処理装置１は、エッチング処理を開始した後に、シリコン供給部４４からシリコン溶液を外槽４６に供給し、エッチング液中のシリコン濃度をエッチング処理開始時のシリコン濃度よりも高くする。具体的には、基板処理装置１は、エッチング処理を開始してから所定時間が経過した後に、シリコン溶液を外槽４６に供給する。

これにより、基板処理装置１は、エッチング処理を開始した後に、基板８からエッチング液に溶け出したシリコンによってエッチング液中のシリコン濃度が高くなり過ぎることを抑制することができる。そのため、基板処理装置１は、シリコン酸化物が酸化膜上に析出することを抑制することができる。

また、基板処理装置１は、エッチング処理を開始してから所定時間が経過した後に、シリコン溶液を外槽４６に供給することで、窒化膜のみをエッチングする選択性を向上させることができる。

また、基板処理装置１は、例えば、窒化膜と酸化膜とが交互に複数積層され、エッチング液を浸入させて窒化膜をエッチングするための溝が形成された基板８にエッチング処理を行う場合に、溝付近の酸化膜の一部をエッチングすることができる。具体的には、基板処理装置１は、酸化膜の端部をエッチングすることができる。これにより、基板処理装置１は、溝付近のシリコン酸化膜間の距離を大きくすることができる。そのため、シリコン酸化膜間におけるエッチング液の置換が容易となる。従って、基板処理装置１は、窒化膜のエッチングを進行させることができ、エッチング処理時間を短くすることができる。

なお、基板処理装置１では、シリコン供給部４４から外槽４６にシリコン溶液を供給したが、これに限られることはない。例えば、基板処理装置１は、シリコン溶液とリン酸水溶液とを混合するタンクをさらに備え、シリコン溶液とリン酸水溶液とを混合した液（混合液）を、タンクから外槽４６に供給してもよい。また、基板処理装置１は、タンクで混合する液中のシリコン濃度を高くしてもよい。具体的には、基板処理装置１は、シリコン溶液とリン酸水溶液との混合比率を変更することで、タンクで混合する液中のシリコン濃度を高くする。そして、基板処理装置１は、エッチング処理を開始した後に、シリコン濃度を高くした液を、タンクから外槽４６に供給してもよい。すなわち、基板処理装置１は、タンクで混合する液中のシリコン濃度を高くしつつ、混合した液をタンクから外槽４６に供給し、エッチング処理を行う。これらによっても、基板処理装置１は、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、基板処理装置１は、温調タンク４７にシリコン溶液を供給せずに、リン酸水溶液、およびＳｉＯ２析出防止剤を混合した溶解液（混合液）を温調タンク４７で生成してもよい。すなわち、基板処理装置１は、シリコン含有化合物を含まないエッチング液でエッチング処理を開始してもよい。

また、基板処理装置１は、エッチング処理を開始した直後からシリコン溶液を外槽４６に供給し、エッチング液中のシリコン濃度を高くし、エッチング処理を行ってもよい。すなわち、基板処理装置１は、エッチング処理を開始した後に、シリコン溶液を外槽４６に供給し、エッチング処理開始時のエッチング液中のシリコン濃度よりも、シリコン濃度を高くしつつ、エッチング処理を行う。

（変形例）
変形例に係る基板処理装置１は、温調タンク４７内の溶解液を撹拌する攪拌機を温調タンク４７に設けてもよい。また、変形例に係る基板処理装置１は、シリコン含有化合物をパウダー状にして温調タンク４７の底部に沈め、撹拌した上澄み液を外槽４６に供給してもよい。

変形例に係る基板処理装置１は、シリコン溶液を混合した混合液（溶かした溶解液）を外槽４６に供給するタイミングと、ＳｉＯ２析出防止剤を供給するタイミングとを異なるタイミングとしてもよい。

変形例に係る基板処理装置１は、供給ライン７０を第２循環ライン６０に接続し、第２循環ライン６０から供給ライン７０によって外槽４６に混合液を供給してもよい。この場合、例えば、供給ライン７０に第３ポンプ７１を設けずに、外槽４６に混合液を供給することができる。

上記基板処理装置１は、複数枚の基板８を同時に処理する装置であるが、基板８を１枚ずつ洗浄する枚葉式の装置であってもよい。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ 基板処理装置
２７ エッチング用の処理槽
４５ 内槽（基板処理槽）
４６ 外槽（基板処理槽）
４７ 温調タンク（混合部）
５０ 第１循環ライン
６０ 第２循環ライン
７０ 供給ライン
８０ ミキサー（混合部）

Claims (6)

1. 内槽と前記内槽の周囲に設けられる外槽とを有し、前記内槽に貯留されたエッチング液に基板を浸漬することによってエッチング処理を行う基板処理槽と、
   前記外槽と前記内槽とを接続し、前記内槽から前記外槽へとオーバーフローした前記エッチング液を前記外槽から前記内槽へと循環させる第１循環ラインと、
   新液と、シリコン含有化合物またはシリコン含有化合物を含む液体とが供給されて混合液を生成し、かつ生成された前記混合液を貯留する混合タンクを含む混合部と、
   前記外槽と前記混合部とを接続し、前記混合部によって混合した混合液を前記外槽に供給する供給ラインと、
   前記エッチング処理が開始された後に、前記シリコン含有化合物を含む液体を前記外槽に供給するシリコン供給部と、
   を備える基板処理装置。
2. 前記混合部は、前記混合タンクの前記混合液を循環させる第２循環ラインを含む、
   請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記混合部は、
   前記シリコン含有化合物を含む液体が常温で溶ける溶剤と、前記シリコン含有化合物を含む液体とを混合する
   請求項１または２に記載の基板処理装置。
4. 前記混合部は、
   前記混合液を、前記エッチング液の温度とは異なる温度に温調する
   請求項１〜３のいずれか１つに記載の基板処理装置。
5. エッチング液を貯留し、貯留された前記エッチング液に基板が浸漬されることによってエッチング処理を行う基板処理槽の前記エッチング液を第１循環ラインによって循環させる工程と、
   新液と、シリコン含有化合物またはシリコン含有化合物を含む液体とが供給されて混合した混合液を生成する工程と、
   生成した前記混合液を、エッチング処理を行う前記基板処理槽にエッチング液として供給する工程と、
   前記エッチング処理が開始された後に、前記シリコン含有化合物を含む液体を前記基板処理槽に供給する工程と、
   を含む基板処理方法。
6. 前記混合液は、
   第２循環ラインを有する混合タンクにおいて、前記新液と、前記シリコン含有化合物または前記シリコン含有化合物を含む液体とが前記第２循環ラインによって循環することで生成される
   請求項５に記載の基板処理方法。

Images