JP2023006219A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】基板のエッチング処理を効率よくかつ安定して実施する。【解決手段】本開示の一態様による基板処理装置は、処理槽と、制御部と、を備える。処理槽は、複数の基板で構成されるロットを処理液に浸漬させてエッチング処理を行う。制御部は、各部を制御する。また、制御部は、エッチング処理によって基板から処理液に溶解する溶解物の処理液中の濃度に基づいて、ロットの処理時間を補正する補正部を有する。【選択図】図３
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、基板処理システムにおいて、リン酸（Ｈ３ＰＯ４）水溶液に基板を浸漬することで、かかる基板に形成された窒化膜をエッチング処理する技術が知られている（特許文献１参照）。
本開示は、基板のエッチング処理を効率よくかつ安定して実施することができる技術を提供する。
本開示の一態様による基板処理装置は、処理槽と、制御部と、を備える。処理槽は、複数の基板で構成されるロットを処理液に浸漬させてエッチング処理を行う。制御部は、各部を制御する。また、前記制御部は、前記エッチング処理によって前記基板から前記処理液に溶解する溶解物の前記処理液中の濃度に基づいて、前記ロットの処理時間を補正する補正部を有する。
本開示によれば、基板のエッチング処理を効率よくかつ安定して実施することができる。
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本開示が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
従来、基板処理システムにおいて、リン酸（Ｈ３ＰＯ４）水溶液に基板を浸漬することで、かかる基板に形成された窒化膜をエッチング処理する技術が知られている。
たとえば、リン酸水溶液に基板を浸漬することで、基板上に積層されたシリコン窒化膜（ＳｉＮ）およびシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）のうち、シリコン窒化膜を選択的にエッチングすることができる。
また、このシリコン窒化膜のエッチング処理では、シリコン窒化膜から生成されるポリシロキサンなどのケイ酸化合物（以下、単に「ケイ酸」とも呼称する。）がエッチング液中に溶解する。
そして、このシリコン窒化膜のエッチング処理では、エッチング液中のケイ酸濃度に応じてエッチングレートが変化するため、同じエッチング液を用いてエッチング処理をくり返し行った場合、所定の時間行ったとしても十分にエッチング処理できない場合があった。
一方で、かかる弊害を抑制するため、エッチング処理の度にエッチング液を交換した場合、エッチング液の交換時間が長くかかるとともに、エッチング液が大量に必要になるため、効率よくエッチング処理することが困難であった。
そこで、上述の問題点を克服し、基板のエッチング処理を効率よくかつ安定して実施することができる技術の実現が期待されている。
＜基板処理システムの構成＞
まず、実施形態に係る基板処理システム１の構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係る基板処理システム１の構成を示す概略ブロック図である。基板処理システム１は、基板処理装置の一例である。
まず、実施形態に係る基板処理システム１の構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係る基板処理システム１の構成を示す概略ブロック図である。基板処理システム１は、基板処理装置の一例である。
図１に示すように、実施形態に係る基板処理システム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、制御装置７とを備える。
キャリア搬入出部２は、キャリアステージ２０と、キャリア搬送機構２１と、キャリアストック２２、２３と、キャリア載置台２４とを備える。
キャリアステージ２０は、外部から搬送された複数のフープＨを載置する。フープＨは、複数（たとえば、２５枚）のウェハＷを水平姿勢で上下に並べて収容する容器である。キャリア搬送機構２１は、キャリアステージ２０、キャリアストック２２、２３およびキャリア載置台２４の間でフープＨの搬送を行う。
キャリア載置台２４に載置されたフープＨからは、処理される前の複数のウェハＷが後述する基板搬送機構３０によりロット処理部６に搬出される。また、キャリア載置台２４に載置されたフープＨには、処理された複数のウェハＷが基板搬送機構３０によりロット処理部６から搬入される。
ロット形成部３は、基板搬送機構３０を有し、ロットを形成する。ロットは、１または複数のフープＨに収容されたウェハＷを組合せて同時に処理される複数（たとえば、５０枚）のウェハＷで構成される。１つのロットを形成する複数のウェハＷは、互いの板面を対向させた状態で一定の間隔をあけて配列される。
基板搬送機構３０は、キャリア載置台２４に載置されたフープＨとロット載置部４との間で複数のウェハＷを搬送する。
ロット載置部４は、ロット搬送台４０を有し、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一時的に載置（待機）する。ロット搬送台４０は、ロット形成部３で形成された処理される前のロットを載置する搬入側載置台４１と、ロット処理部６で処理されたロットを載置する搬出側載置台４２とを有する。搬入側載置台４１および搬出側載置台４２には、１ロット分の複数のウェハＷが起立姿勢で前後に並んで載置される。
ロット搬送部５は、ロット搬送機構５０を有し、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の内部でロットの搬送を行う。ロット搬送機構５０は、レール５１と、移動体５２と、基板保持体５３とを有する。
レール５１は、ロット載置部４およびロット処理部６に渡って、Ｘ軸方向に沿って配置される。移動体５２は、複数のウェハＷを保持しながらレール５１に沿って移動可能に構成される。基板保持体５３は、移動体５２に配置され、起立姿勢で前後に並んだ複数のウェハＷを保持する。
ロット処理部６は、１ロット分の複数のウェハＷに対し、エッチング処理や洗浄処理、乾燥処理などを一括で行う。ロット処理部６には、２台のエッチング処理装置６０と、洗浄処理装置７０と、洗浄処理装置８０と、乾燥処理装置９０とが、レール５１に沿って並んで配置される。
エッチング処理装置６０は、１ロット分の複数のウェハＷに対してエッチング処理を一括で行う。洗浄処理装置７０は、１ロット分の複数のウェハＷに対して洗浄処理を一括で行う。洗浄処理装置８０は、基板保持体５３の洗浄処理を行う。乾燥処理装置９０は、１ロット分の複数のウェハＷに対して乾燥処理を一括で行う。なお、エッチング処理装置６０、洗浄処理装置７０、洗浄処理装置８０および乾燥処理装置９０の台数は、図１の例に限られない。
エッチング処理装置６０は、エッチング処理用の処理槽６１と、リンス処理用の処理槽６２と、基板昇降機構６３、６４とを備える。
処理槽６１は、起立姿勢で配列された１ロット分のウェハＷを収容可能であり、エッチング処理用の薬液（以下、「エッチング液」とも呼称する。）が貯留される。処理槽６１の詳細については後述する。
処理槽６２には、リンス処理用の処理液（脱イオン水など）が貯留される。基板昇降機構６３、６４には、ロットを形成する複数のウェハＷが起立姿勢で前後に並んで保持される。
エッチング処理装置６０は、ロット搬送部５で搬送されたロットを基板昇降機構６３で保持し、処理槽６１のエッチング液に浸漬させてエッチング処理を行う。エッチング処理は、たとえば、１時間～３時間程度行われる。
処理槽６１においてエッチング処理されたロットは、ロット搬送部５によって処理槽６２に搬送される。そして、エッチング処理装置６０は、搬送されたロットを基板昇降機構６４にて保持し、処理槽６２のリンス液に浸漬させることによってリンス処理を行う。処理槽６２においてリンス処理されたロットは、ロット搬送部５で洗浄処理装置７０の処理槽７１に搬送される。
洗浄処理装置７０は、洗浄用の処理槽７１と、リンス処理用の処理槽７２と、基板昇降機構７３、７４とを備える。洗浄用の処理槽７１には、洗浄用の薬液（以下、「洗浄薬液」とも呼称する）が貯留される。洗浄薬液は、たとえば、ＳＣ－１（アンモニア、過酸化水素および水の混合液）などである。
リンス処理用の処理槽７２には、リンス処理用の処理液（脱イオン水など）が貯留される。基板昇降機構７３、７４には、１ロット分の複数のウェハＷが起立姿勢で前後に並んで保持される。
洗浄処理装置７０は、ロット搬送部５で搬送されたロットを基板昇降機構７３にて保持し、処理槽７１の洗浄液に浸漬させることによって洗浄処理を行う。
処理槽７１において洗浄処理されたロットは、ロット搬送部５によって処理槽７２に搬送される。そして、洗浄処理装置７０は、搬送されたロットを基板昇降機構７４にて保持し、処理槽７２のリンス液に浸漬させることによってリンス処理を行う。処理槽７２においてリンス処理されたロットは、ロット搬送部５で乾燥処理装置９０の処理槽９１に搬送される。
乾燥処理装置９０は、処理槽９１と、基板昇降機構９２とを有する。処理槽９１には、乾燥処理用の処理ガスが供給される。基板昇降機構９２には、１ロット分の複数のウェハＷが起立姿勢で前後に並んで保持される。
乾燥処理装置９０は、ロット搬送部５で搬送されたロットを基板昇降機構９２で保持し、処理槽９１内に供給される乾燥処理用の処理ガスを用いて乾燥処理を行う。処理槽９１で乾燥処理されたロットは、ロット搬送部５でロット載置部４に搬送される。
洗浄処理装置８０は、ロット搬送機構５０の基板保持体５３に洗浄用の処理液を供給し、さらに乾燥ガスを供給することで、基板保持体５３の洗浄処理を行う。
制御装置７は、基板処理システム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など）の動作を制御する。制御装置７は、スイッチや各種センサなどからの信号に基づいて、基板処理システム１の各部の動作を制御する。
制御装置７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。制御装置７は、たとえば、記憶部９（図３参照）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システム１の動作を制御する。かかる制御装置７の詳細については後述する。
＜エッチング処理装置の構成＞
次に、ウェハＷのエッチング処理を実施するエッチング処理装置６０の構成について、図２を参照しながら説明する。図２は、実施形態に係るエッチング処理装置６０の構成を示す概略ブロック図である。
次に、ウェハＷのエッチング処理を実施するエッチング処理装置６０の構成について、図２を参照しながら説明する。図２は、実施形態に係るエッチング処理装置６０の構成を示す概略ブロック図である。
エッチング処理装置６０は、エッチング液供給部１００と、基板処理部１１０とを備える。エッチング液供給部１００は、エッチング液Ｌを生成して基板処理部１１０に供給する。エッチング液Ｌは、処理液の一例である。
エッチング液供給部１００は、リン酸水溶液供給部１０１と、ケイ酸溶液供給部１０２と、析出抑制剤供給部１０３と、混合機構１０４と、エッチング液供給路１０５と、流量調整器１０６とを備える。
リン酸水溶液供給部１０１は、リン酸水溶液を混合機構１０４に供給する。かかるリン酸水溶液供給部１０１は、リン酸水溶液供給源１０１ａと、リン酸水溶液供給路１０１ｂと、流量調整器１０１ｃとを有する。
リン酸水溶液供給源１０１ａは、たとえば、リン酸水溶液を貯留するタンクである。リン酸水溶液供給路１０１ｂは、リン酸水溶液供給源１０１ａと混合機構１０４とを接続し、リン酸水溶液供給源１０１ａから混合機構１０４にリン酸水溶液を供給する。
流量調整器１０１ｃは、リン酸水溶液供給路１０１ｂに配置され、混合機構１０４に供給されるリン酸水溶液の流量を調整する。流量調整器１０１ｃは、開閉弁、流量制御弁および流量計などを有する。
ケイ酸溶液供給部１０２は、ケイ酸化合物が含まれる溶液（以下、「ケイ酸溶液」とも呼称する。）を混合機構１０４に供給する。かかるケイ酸溶液供給部１０２は、ケイ酸溶液供給源１０２ａと、ケイ酸溶液供給路１０２ｂと、流量調整器１０２ｃとを有する。
ケイ酸溶液供給源１０２ａは、たとえば、ケイ酸溶液を貯留するタンクである。ケイ酸溶液供給路１０２ｂは、ケイ酸溶液供給源１０２ａと混合機構１０４とを接続し、ケイ酸溶液供給源１０２ａから混合機構１０４にケイ酸溶液を供給する。
流量調整器１０２ｃは、ケイ酸溶液供給路１０２ｂに配置され、混合機構１０４に供給されるケイ酸溶液の流量を調整する。流量調整器１０２ｃは、開閉弁、流量制御弁および流量計などを有する。実施形態に係るケイ酸溶液は、たとえば、コロイダルシリコンを分散させた溶液である。
析出抑制剤供給部１０３は、析出抑制剤を混合機構１０４に供給する。かかる析出抑制剤供給部１０３は、析出抑制剤供給源１０３ａと、析出抑制剤供給路１０３ｂと、流量調整器１０３ｃとを有する。
析出抑制剤供給源１０３ａは、たとえば、析出抑制剤を貯留するタンクである。析出抑制剤供給路１０３ｂは、析出抑制剤供給源１０３ａと混合機構１０４とを接続し、析出抑制剤供給源１０３ａから混合機構１０４に析出抑制剤を供給する。
流量調整器１０３ｃは、析出抑制剤供給路１０３ｂに配置され、混合機構１０４に供給される析出抑制剤の流量を調整する。流量調整器１０３ｃは、開閉弁、流量制御弁および流量計などを有する。
実施形態に係る析出抑制剤は、シリコン酸化物の析出を抑止する成分を含むものであればよい。析出抑制剤は、たとえば、リン酸水溶液に溶解したケイ酸イオンを溶解した状態で安定化させてシリコン酸化物の析出を抑制するような成分を含んでもよい。また、析出抑制剤は、その他の公知の方法でシリコン酸化物の析出を抑制するような成分を含んでもよい。
実施形態に係る析出抑制剤には、たとえば、フッ素成分を含むヘキサフルオロケイ酸（Ｈ２ＳｉＦ６）水溶液を用いることができる。また、析出抑制剤は、水溶液中のヘキサフルオロケイ酸を安定化させるため、アンモニアなどの添加物を含んでもよい。
実施形態に係る析出抑制剤としては、たとえば、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）などを用いることができる。
また、実施形態に係る析出抑制剤は、イオン半径が０．２Åから０．９Åの陽イオンである元素を含む化合物であってもよい。ここで、「イオン半径」とは、結晶格子の格子定数から得られる陰イオンと陽イオンの半径の和から経験に求められたイオンの半径である。
実施形態に係る析出抑制剤は、たとえば、アルミニウム、カリウム、リチウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、ジルコニウム、タングステン、チタン、モリブデン、ハフニウム、ニッケルおよびクロムのいずれかの元素の酸化物を含んでもよい。
また、実施形態に係る析出抑制剤は、上述のいずれかの元素の酸化物に代えてまたは加えて、上述のいずれかの元素の窒化物、塩化物、臭化物、水酸化物および硝酸塩のうち少なくとも１つを含んでもよい。
実施形態に係る析出抑制剤は、たとえば、Ａｌ（ＯＨ）３、ＡｌＣｌ３、ＡｌＢｒ３、Ａｌ（ＮＯ３）３、Ａｌ２（ＳＯ４）３、ＡｌＰＯ４およびＡｌ２Ｏ３のうち少なくとも１つを含んでもよい。
また、実施形態に係る析出抑制剤は、ＫＣｌ、ＫＢｒ、ＫＯＨおよびＫＮＯ３のうち少なくとも１つを含んでもよい。さらに、実施形態に係る析出抑制剤は、ＬｉＣｌ、ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ２、ＣａＣｌ２およびＺｒＣｌ４のうち少なくとも１つを含んでもよい。
混合機構１０４は、リン酸水溶液と、ケイ酸溶液と、析出抑制剤とを混合して、エッチング液Ｌを生成する。すなわち、実施形態に係るエッチング液Ｌは、リン酸水溶液と、析出抑制剤と、ケイ酸溶液とを含有する。
エッチング液供給路１０５は、混合機構１０４と処理槽６１の外槽１１２とを接続し、混合機構１０４から外槽１１２にエッチング液Ｌを供給する。
流量調整器１０６は、エッチング液供給路１０５に配置され、外槽１１２に供給されるエッチング液Ｌの流量を調整する。流量調整器１０６は、開閉弁、流量制御弁および流量計などを有する。
基板処理部１１０は、エッチング液供給部１００から供給されたエッチング液ＬにウェハＷを浸漬して、かかるウェハＷにエッチング処理を施す。ウェハＷは、基板の一例である。実施形態では、たとえば、ウェハＷ上に形成されたシリコン窒化膜およびシリコン酸化膜のうち、シリコン窒化膜を選択的にエッチングすることができる。
基板処理部１１０は、処理槽６１と、基板昇降機構６３と、循環路１２０と、ＤＩＷ供給部１３０と、バブリングガス供給部１４０と、処理液排出部１５０とを備える。処理槽６１は、内槽１１１と、外槽１１２と、液面センサ１１３とを有する。液面センサ１１３は、液量測定部の一例である。
内槽１１１は、エッチング液Ｌ中にウェハＷを浸漬させるための槽であり、浸漬用のエッチング液Ｌを収容する。内槽１１１は、上部に開口部１１１ａを有し、エッチング液Ｅが開口部１１１ａ付近まで貯留される。
内槽１１１では、基板昇降機構６３を用いて複数のウェハＷがエッチング液Ｌに浸漬され、ウェハＷにエッチング処理が行われる。かかる基板昇降機構６３は、昇降可能に構成され、複数のウェハＷを垂直姿勢で前後に並べて保持する。
外槽１１２は、内槽１１１を囲むように内槽１１１の外側に配置され、内槽１１１の開口部１１１ａから流出するエッチング液Ｌを受ける。図２に示すように、外槽１１２の液位は、内槽１１１の液位よりも低く維持される。
液面センサ１１３は、外槽１１２に貯留されるエッチング液Ｌの液面の高さを測定する。実施形態に係る制御部１０（図３参照）は、液面センサ１１３で測定される外槽１１２の高さに基づいて、処理槽６１に貯留されるエッチング液Ｌの液量を測定することができる。
なぜなら、内槽１１１および循環路１２０の内部はエッチング液Ｌで満たされていることから液量は常に一定であるため、外槽１１２内部の液量を液面センサ１１３の測定値に基づいて測定することにより、処理槽６１全体の液量を求めることができるからである。
外槽１１２と内槽１１１とは、循環路１２０によって接続される。循環路１２０の一端は外槽１１２の底部に接続され、循環路１２０の他端は内槽１１１内に位置する処理液供給ノズル１２５に接続される。
循環路１２０には、外槽１１２側から順に、ポンプ１２１と、ヒータ１２２と、フィルタ１２３とが位置する。
ポンプ１２１は、外槽１１２から循環路１２０を経て内槽１１１に送られるエッチング液Ｌの循環流を形成する。また、エッチング液Ｌは、内槽１１１の開口部１１１ａからオーバーフローすることで、再び外槽１１２へと流出する。このようにして、基板処理部１１０内にエッチング液Ｌの循環流が形成される。すなわち、かかる循環流は、外槽１１２、循環路１２０および内槽１１１において形成される。
ヒータ１２２は、循環路１２０を循環するエッチング液Ｌの温度を調整する。フィルタ１２３は、循環路１２０を循環するエッチング液Ｌを濾過する。
ＤＩＷ供給部１３０は、ＤＩＷ供給源１３０ａと、ＤＩＷ供給路１３０ｂと、流量調整器１３０ｃとを有する。ＤＩＷ供給部１３０は、処理槽６１に貯留されるエッチング液Ｌの濃度を調整するため、外槽１１２にＤＩＷ（DeIonized Water：脱イオン水）を供給する。
ＤＩＷ供給路１３０ｂは、ＤＩＷ供給源１３０ａと外槽１１２とを接続し、ＤＩＷ供給源１３０ａから外槽１１２に所定温度のＤＩＷを供給する。
流量調整器１３０ｃは、ＤＩＷ供給路１３０ｂに配置され、外槽１１２へ供給されるＤＩＷの供給量を調整する。流量調整器１３０ｃは、開閉弁、流量制御弁および流量計などを有する。流量調整器１３０ｃによってＤＩＷの供給量が調整されることで、エッチング処理装置６０内のエッチング液Ｌの温度、リン酸濃度、ケイ酸濃度および析出抑制剤濃度が調整される。
バブリングガス供給部１４０は、内槽１１１に貯留されるエッチング液Ｌ中に不活性ガス（たとえば窒素ガス）の気泡を吐出する。バブリングガス供給部１４０は、不活性ガス供給源１４０ａと、不活性ガス供給路１４０ｂと、流量調整器１４０ｃと、ガスノズル１４０ｄとを有する。
不活性ガス供給路１４０ｂは、不活性ガス供給源１４０ａとガスノズル１４０ｄとを接続し、不活性ガス供給源１４０ａからガスノズル１４０ｄに不活性ガス（たとえば窒素ガス）を供給する。
流量調整器１４０ｃは、不活性ガス供給路１４０ｂに配置され、ガスノズル１４０ｄへ供給される不活性ガスの供給量を調整する。流量調整器１４０ｃは、開閉弁、流量制御弁および流量計などを有する。
ガスノズル１４０ｄは、たとえば、内槽１１１内においてウェハＷおよび処理液供給ノズル１２５の下方に位置する。ガスノズル１４０ｄは、内槽１１１に貯留されるエッチング液Ｌに不活性ガスの気泡を吐出する。
実施形態に係るエッチング処理装置６０は、ガスノズル１４０ｄから不活性ガスの気泡を吐出することにより、内槽１１１内に並んで位置する複数のウェハＷの間の隙間に速い流れのエッチング液Ｌを供給することができる。したがって、実施形態によれば、複数のウェハＷを効率よくかつ均等にエッチング処理することができる。
処理液排出部１５０は、エッチング処理で使用されたエッチング液Ｌの全部、または一部を入れ替える際などに、エッチング液ＬをドレインＤＲに排出する。処理液排出部１５０は、排出路１５０ａと、流量調整器１５０ｂと、冷却タンク１５０ｃとを有する。
排出路１５０ａは、循環路１２０に接続される。流量調整器１５０ｂは、排出路１５０ａに配置され、排出されるエッチング液Ｌの排出量を調整する。流量調整器１５０ｂは、開閉弁、流量制御弁および流量計などを有する。
冷却タンク１５０ｃは、排出路１５０ａを流れてきたエッチング液Ｌを一時的に貯留するとともに冷却する。冷却タンク１５０ｃでは、流量調整器１５０ｂによってエッチング液Ｌの排出量が調整される。
＜実施形態＞
次に、実施形態に係るエッチング処理の詳細について、図３～図５を参照しながら説明する。図３は、実施形態に係る制御装置７の構成を示すブロック図である。図３に示すように、制御装置７は、通信部８と、記憶部９と、制御部１０とを備える。
次に、実施形態に係るエッチング処理の詳細について、図３～図５を参照しながら説明する。図３は、実施形態に係る制御装置７の構成を示すブロック図である。図３に示すように、制御装置７は、通信部８と、記憶部９と、制御部１０とを備える。
また、制御装置７には、上述した液面センサ１１３などに加えて、処理槽６１に搬送されるロットに含まれるウェハＷの枚数を測定する枚数測定器１１が接続される。
なお、制御装置７は、図３に示す機能部以外にも、既知のコンピュータが有する各種の機能部、たとえば各種の入力デバイスや音声出力デバイスなどの機能部を有することとしてもかまわない。
通信部８は、たとえば、ＮＩＣ（Network Interface Card）などによって実現される。通信部８は、ネットワークＮを介して図示しない管理装置と有線または無線で接続され、かかる管理装置との間で情報の通信を司る通信インタフェースである。
通信部８は、管理装置からフープＨに収容されるロットに含まれる複数のウェハＷに関する各種の情報を受信する。通信部８は、たとえば、ロットに含まれるウェハＷの枚数や、ウェハＷごとに形成されるデバイスの種類に関する情報を、管理装置から受信する。そして、通信部８は、かかる受信した情報を制御部１０に出力する。
なお、本開示において、ウェハＷに形成されるデバイスの種類には、たとえば、ウェハＷ上に積層されたシリコン窒化膜およびシリコン酸化膜の膜厚および積層数が含まれる。
記憶部９は、たとえば、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどの半導体メモリ素子、ハードディスクや光ディスクなどの記憶装置によって実現される。記憶部９は、基板情報記憶部９ａを有する。また、記憶部９は、制御部１０での処理に用いる情報を記憶する。
基板情報記憶部９ａは、各種の基板情報を記憶する。基板情報記憶部９ａには、たとえば、下記の表１に示すように、１枚のウェハＷからエッチング処理の際に溶出するケイ酸の溶出量が、かかるウェハＷに形成されるデバイスの種類ごとに記憶される。
なお、上記の表１に記載されるケイ酸の溶出量は、処理槽６１に貯留されるエッチング液Ｌの液量が所与の初期値（たとえば、１回目のエッチング処理前の液量Ｖ０）である場合に、エッチング液Ｌ中に溶出するケイ酸の溶出量である。また、上記の表１には、後に説明する式（１）で用いられるｎ回目のエッチング処理の際のウェハＷの処理枚数のパラメータについても記載されている。
また、基板情報記憶部９ａには、エッチング液Ｌ中のケイ酸濃度に対する窒化シリコン膜のエッチングレートの傾きＡ（Å／ｍｉｎ／ｐｐｍ）についての情報が記憶される。かかる傾きＡについて、図４を参照しながら説明する。
図４は、エッチング液Ｌ中のケイ酸濃度と窒化シリコン膜のエッチングレートおよび必要な処理時間との関係を示す図である。図４に示すように、エッチング液Ｌ中のケイ酸濃度が高くなるに従い、窒化シリコン膜のエッチングレートが線型状に低下する。
これにより、図４に示すように、ウェハＷに形成される窒化シリコン膜を十分に除去するために必要な処理時間は、エッチング液Ｌ中のケイ酸濃度が高くなるに従って徐々に長くなる。
そして、実施形態では、図４に示したエッチングレートのプロットに付与された近似直線Ｍの傾きが、上述の傾きＡとして基板情報記憶部９ａに記憶される。
図３の説明に戻る。基板情報記憶部９ａには、また、エッチング液Ｌ中のケイ酸濃度が所与の初期値（たとえば、１回目のエッチング処理前のケイ酸濃度Ｆ０）である場合の窒化シリコン膜のエッチングレートＲ（Å／ｍｉｎ）が記憶される。また、基板情報記憶部９ａには、エッチング液Ｌ中のケイ酸濃度が所与の初期値である場合に必要な処理時間Ｂ１（ｍｉｎ）が記憶される。
制御部１０は、たとえば、ＣＰＵ、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などによって、記憶部９に記憶されているプログラムがＲＡＭを作業領域として実行されることにより実現される。
また、制御部１０は、たとえば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの集積回路により実現されるようにしてもよい。
制御部１０は、取得部１０ａと、推定部１０ｂと、補正部１０ｃとを有し、以下に説明する制御処理の機能や作用を実現または実行する。なお、制御部１０の内部構成は、図３に示した構成に限られず、後述する制御処理を行う構成であれば他の構成であってもよい。
取得部１０ａは、処理が予定されるロットに関する各種の情報を、通信部８を介して管理装置から取得する。取得部１０ａは、たとえば、処理が予定されるロットを収容するフープＨ（図１参照）のロットＩＤに基づいて、管理装置から各種の情報を取得する。
取得部１０ａは、たとえば、処理が予定されるロットに含まれるウェハＷの枚数や、ウェハＷごとに形成されるデバイスの種類に関する情報を管理装置から取得する。また、取得部１０ａは、記憶部９の基板情報記憶部９ａから、上述した各種の基板情報を取得する。
また、取得部１０ａは、処理槽６１（図２参照）に搬入されるロットに含まれるウェハＷの枚数に関する情報を、枚数測定器１１から取得する。また、取得部１０ａは、処理槽６１に貯留されるエッチング液Ｌの液量に関する情報を液面センサ１１３から取得する。
推定部１０ｂは、取得部１０ａで取得された各種の情報に基づいて、初期のケイ酸濃度に対するエッチング液Ｌ中のケイ酸濃度の変化量を推定する。同じエッチング液Ｌにおいて、初期（すなわち、１回目）のケイ酸濃度Ｆ０に対するｎ回目のエッチング処理の後のケイ酸濃度の変化量ｆ（ｎ）は、たとえば、以下の式（１）で推定することができる。
なお上記の式（１）において、Ｖｎとは、ｎ回目のエッチング処理の後に処理槽６１に貯留されるエッチング液Ｌの液量である。
補正部１０ｃは、推定部１０ｂで推定されたエッチング液Ｌ中のケイ酸濃度の変化量ｆ（ｎ）に基づいて、次に処理が予定されるロットの処理時間を補正する。かかる補正部１０ｃが実施する補正処理の概要について、図５を参照しながら説明する。
図５は、実施形態に係るエッチング処理における補正処理を説明するための図である。図５に示すように、２回目のエッチング処理では、１回目のエッチング処理において複数のウェハＷからケイ酸が溶出することから、１回目のエッチング処理よりもケイ酸濃度が高くなる。
これにより、図４に示したように、窒化シリコン膜のエッチングレートが低下することから、２回目のエッチング処理では１回目のエッチング処理よりも必要な処理時間が長くなる。
同様に、３回目のエッチング処理では、２回目のエッチング処理においてさらに複数のウェハＷからケイ酸が溶出することから、２回目のエッチング処理よりもケイ酸濃度が高くなる。これにより、窒化シリコン膜のエッチングレートが低下することから、３回目のエッチング処理では２回目のエッチング処理よりも必要な処理時間が長くなる。
たとえば、実施形態に係る補正部１０ｃは、以下の式（２）に基づいて、次に処理が予定される（すなわち、ｎ＋１回目の）ロットの処理時間Ｂｎ＋１を求めることができる。
Ｂｎ＋１＝（Ｒ／（Ｒ－Ａ×ｆ（ｎ）））×Ｂ１ ・・・（２）
Ｂｎ＋１＝（Ｒ／（Ｒ－Ａ×ｆ（ｎ）））×Ｂ１ ・・・（２）
ここで、式（２）に用いられるパラメータＢ１は、ケイ酸濃度が所与の初期値Ｆ０である場合に必要な処理時間であることから、補正部１０ｃは、上記の式（２）を用いることで、初期値の処理時間Ｂ１に対して補正された処理時間Ｂｎ＋１を求めることができる。
ここまで説明したように、実施形態では、推定部１０ｂによって毎回のエッチング処理の前にエッチング液Ｌ中のケイ酸濃度の変化量ｆ（ｎ）を推定し、かかるケイ酸濃度の変化量ｆ（ｎ）に基づいてエッチング処理に必要な処理時間を毎回補正する。
これにより、同じエッチング液Ｌを用いてエッチング処理をくり返し行ったとしても、ウェハＷに形成される窒化シリコン膜を十分に除去することができる。したがって、実施形態によれば、ウェハＷのエッチング処理を効率よくかつ安定して実施することができる。
また、実施形態では、推定部１０ｂが、上記の式（１）に示したように、液面センサ１１３で測定されるエッチング液Ｌの液量Ｖｎに基づいて、エッチング液Ｌ中のケイ酸濃度の変化量ｆ（ｎ）を推定するとよい。
これにより、処理されるロットが入れ替わる際などにエッチング液Ｌが溢れたり蒸発したりして、処理槽６１に貯留されるエッチング液Ｌの液量Ｖｎが変化した場合でも、ケイ酸濃度の変化量ｆ（ｎ）を精度よく推定することができる。したがって、実施形態によれば、ウェハＷのエッチング処理をさらに安定して実施することができる。
また、実施形態では、外槽１１２に設けられる液面センサ１１３を用いて、処理槽６１に貯留されるエッチング液Ｌの液量Ｖｎを測定するとよい。これにより、内槽１１１および外槽１１２を有する処理槽６１において、貯留されるエッチング液Ｌの液量Ｖｎを簡便に測定することができる。
また、実施形態では、ｎ回目のエッチング処理が終了した後、かかるｎ回目のエッチング処理が終了した時点でのエッチング液Ｌ中のケイ酸濃度（すなわち、ケイ酸濃度の初期値Ｆ０＋変化量ｆ（ｎ））を推定する。そして、制御部１０は、推定されたケイ酸濃度が所与のしきい値よりも高い場合、次のｎ＋１回目のエッチング処理を中止するとよい。
これにより、次のエッチング処理において、エッチング液Ｌ中のケイ酸濃度が所与のしきい値よりも高い場合に発生するシリコン酸化物の析出現象を未然に防ぐことができる。したがって、実施形態によれば、ウェハＷのエッチング処理をさらに安定して実施することができる。
また、実施形態では、ｎ回目のエッチング処理が終了した後、次のｎ＋１回目のエッチング処理が終了する時点でのケイ酸濃度（すなわち、ケイ酸濃度の初期値Ｆ０＋変化量ｆ（ｎ＋１））を前もって推定する。そして、制御部１０は、推定されたケイ酸濃度が所与のしきい値よりも高い場合、次のｎ＋１回目のエッチング処理を中止してもよい。
これにより、次のエッチング処理において、エッチング液Ｌ中のケイ酸濃度が所与のしきい値よりも高い場合に発生するシリコン酸化物の析出現象を未然に防ぐことができる。したがって、実施形態によれば、ウェハＷのエッチング処理をさらに安定して実施することができる。
なお、上記の通りｎ＋１回目のエッチング処理を中止した場合、制御部１０は、処理槽６１に貯留されるエッチング液Ｌを交換して、かかるエッチング液Ｌ中のケイ酸濃度を初期値Ｆ０に戻すとよい。これにより、かかる処理槽６１において改めてエッチング処理をくり返し行うことができる。
＜変形例＞
つづいて、実施形態に係る基板処理システム１の変形例について、図６および図７を参照しながら説明する。図６は、実施形態の変形例に係るエッチング処理装置６０の構成を示す概略ブロック図であり、図７は、実施形態の変形例に係る制御装置７の構成を示すブロック図である。
つづいて、実施形態に係る基板処理システム１の変形例について、図６および図７を参照しながら説明する。図６は、実施形態の変形例に係るエッチング処理装置６０の構成を示す概略ブロック図であり、図７は、実施形態の変形例に係る制御装置７の構成を示すブロック図である。
図６に示すように、変形例に係るエッチング処理装置６０では、循環路１２０に、ポンプ１２１、ヒータ１２２およびフィルタ１２３に加えて、濃度センサ１２４が設けられる。
かかる濃度センサ１２４は、循環路１２０を循環するエッチング液Ｌのケイ酸濃度を検出する。そして、図７に示すように、濃度センサ１２４は制御装置７に接続され、濃度センサ１２４で生成された信号は制御装置７に送信される。
また、図７に示すように、制御部１０は、取得部１０ａと、補正部１０ｃとを有する。取得部１０ａは、処理が予定されるロットに関する各種の情報を、通信部８を介して管理装置から取得する。
取得部１０ａは、たとえば、処理が予定されるロットを収容するフープＨのロットＩＤに基づいて、管理装置から各種の情報を取得する。取得部１０ａは、たとえば、処理が予定されるロットに含まれるウェハＷの枚数や、ウェハＷごとに形成されるデバイスの種類に関する情報を取得する。
また、取得部１０ａは、記憶部９の基板情報記憶部９ａから、上述した各種の基板情報を取得する。また、取得部１０ａは、処理槽６１（図２参照）に搬入されるロットに含まれるウェハＷの枚数に関する情報を、枚数測定器１１から取得する。
また、取得部１０ａは、処理槽６１に貯留されるエッチング液Ｌの液量Ｖｎに関する情報を液面センサ１１３から取得するとともに、処理槽６１に貯留されるエッチング液Ｌ中のケイ酸濃度Ｆに関する情報を濃度センサ１２４から取得する。
変形例に係る補正部１０ｃは、濃度センサ１２４で測定されたエッチング液Ｌ中のケイ酸濃度Ｆに基づいて、次に処理が予定されるロットの処理時間を補正する。
たとえば、変形例に係る補正部１０ｃは、以下の式（３）に基づいて、次に処理が予定される（すなわち、ｎ＋１回目の）ロットの処理時間Ｂｎ＋１を求めることができる。
Ｂｎ＋１＝（Ｒ／（Ｒ－Ａ×（Ｆ－Ｆ０）））×Ｂ１ ・・・（３）
Ｂｎ＋１＝（Ｒ／（Ｒ－Ａ×（Ｆ－Ｆ０）））×Ｂ１ ・・・（３）
ここで、式（３）に用いられているパラメータＢ１はケイ酸濃度が所与の初期値Ｆ０である場合に必要な処理時間であることから、補正部１０ｃは、上記の式（３）を用いることで、初期値の処理時間Ｂ１に対して補正された処理時間Ｂｎ＋１を求めることができる。
ここまで説明したように、変形例では、濃度センサ１２４を用いて毎回のエッチング処理の前にエッチング液Ｌ中のケイ酸濃度Ｆを測定し、かかるケイ酸濃度Ｆに基づいてエッチング処理に必要な処理時間を毎回補正する。
これにより、同じエッチング液Ｌを用いてエッチング処理をくり返し行ったとしても、ウェハＷに形成される窒化シリコン膜を十分に除去することができる。したがって、変形例によれば、ウェハＷのエッチング処理を効率よくかつ安定して実施することができる。
また、変形例では、ｎ回目のエッチング処理が終了した後、かかるｎ回目のエッチング処理が終了した時点でのエッチング液Ｌ中のケイ酸濃度Ｆを測定し、測定されたケイ酸濃度Ｆが所与のしきい値よりも高い場合、次のｎ＋１回目のエッチング処理を中止するとよい。
これにより、次のエッチング処理において、エッチング液Ｌ中のケイ酸濃度Ｆが所与のしきい値よりも高い場合に発生するシリコン酸化物の析出現象を未然に防ぐことができる。したがって、変形例によれば、ウェハＷのエッチング処理をさらに安定して実施することができる。
なお、上記の通りｎ＋１回目のエッチング処理を中止した場合、制御部１０は、処理槽６１に貯留されるエッチング液Ｌを交換して、かかるエッチング液Ｌ中のケイ酸濃度を初期値Ｆ０に戻すとよい。これにより、かかる処理槽６１において改めてエッチング処理をくり返し行うことができる。
また、変形例では、液交換後に１回目のエッチング処理を行う前に、濃度センサ１２４を用いてエッチング液Ｌ中のケイ酸濃度Ｆを測定してもよい。これにより、液交換の際に処理槽６１に残留するケイ酸に起因して、液交換後のエッチング液Ｌ中のケイ酸濃度Ｆが初期値Ｆ０からズレていた場合でも、かかるズレた値に基づいて１回目のエッチング処理の処理時間を補正することができる。
したがって、変形例によれば、ウェハＷのエッチング処理をさらに安定して実施することができる。
実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）は、処理槽６１と、制御部１０と、を備える。処理槽６１は、複数の基板（ウェハＷ）で構成されるロットを処理液（エッチング液Ｌ）に浸漬させてエッチング処理を行う。制御部１０は、各部を制御する。また、制御部１０は、エッチング処理によって基板（ウェハＷ）から処理液（エッチング液Ｌ）に溶解する溶解物（ケイ酸）の処理液中の濃度に基づいて、ロットの処理時間を補正する補正部１０ｃを有する。これにより、ウェハＷのエッチング処理を効率よくかつ安定して実施することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）において、制御部１０は、処理されたロットに含まれる基板（ウェハＷ）の枚数および基板情報に基づいて、処理液（エッチング液Ｌ）中の溶解物（ケイ酸）の濃度を推定する推定部１０ｂをさらに有する。また、補正部１０ｃは、推定部１０ｂで推定される溶解物（ケイ酸）の濃度に基づいて、ロットの処理時間を補正する。これにより、基板処理システム１に濃度センサ１２４が設けられていない場合でも、ウェハＷのエッチング処理を効率よくかつ安定して実施することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）は、処理槽６１に貯留される処理液（エッチング液Ｌ）の液量を測定する液量測定部（液面センサ１１３）をさらに備える。また、推定部１０ｂは、液量測定部（液面センサ１１３）で測定される処理液（液面センサ１１３）の液量に基づいて、処理液（エッチング液Ｌ）中の溶解物（ケイ酸）の濃度を推定する。これにより、処理槽６１に貯留されるエッチング液Ｌの液量Ｖｎが変化した場合でも、ケイ酸濃度を精度よく推定することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）において、処理槽６１は、内槽１１１と、外槽１１２とを有する。内槽１１１は、上部に開口部１１１ａを有し、ロットを処理液（エッチング液Ｌ）に浸漬させる。外槽１１２は、内槽１１１の外側に配置され、開口部１１１ａから流出する処理液（エッチング液Ｌ）を受ける。また、液量測定部は、外槽１１２に設けられる液面センサ１１３である。これにより、内槽１１１および外槽１１２を有する処理槽６１において、貯留されるエッチング液Ｌの液量Ｖｎを簡便に測定することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）において、推定部１０ｂは、基板情報を、ロットを収容するフープＨのロットＩＤに基づいて取得する。これにより、エッチング液Ｌ中のケイ酸濃度を精度よく推定することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）において、基板情報には、基板（ウェハＷ）に形成されるデバイスの種類が含まれる。これにより、エッチング液Ｌ中のケイ酸濃度を精度よく推定することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）は、処理液（エッチング液Ｌ）中の溶解物（ケイ酸）の濃度を測定する濃度センサ１２４をさらに備える。また、補正部１０ｃは、濃度センサ１２４で測定される溶解物（ケイ酸）の濃度に基づいて、ロットの処理時間を補正する。これにより、ウェハＷのエッチング処理をさらに安定して実施することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）において、濃度センサ１２４による測定は、ロットの処理前、またはロットの処理前およびロットの処理後のうち少なくとも一方で行われる。これにより、ウェハＷのエッチング処理をさらに安定して実施することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）において、制御部１０は、処理液（エッチング液Ｌ）中の溶解物の濃度が所与のしきい値を超えている場合、予定されるロットのエッチング処理を中止し、処理槽６１に貯留される処理液を交換する。これにより、ウェハＷのエッチング処理をさらに安定して実施することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）において、処理液（エッチング液Ｌ）は、リン酸を含み、溶解物は、ケイ酸である。これにより、ウェハＷ上に積層されたシリコン窒化膜およびシリコン酸化膜のうち、シリコン窒化膜を選択的にエッチングすることができる。
＜制御処理の手順＞
つづいて、実施形態および変形例に係る制御処理の手順について、図８～図１０を参照しながら説明する。図８は、実施形態に係る基板処理システム１が実行する制御処理の手順の一例を示すフローチャートである。
つづいて、実施形態および変形例に係る制御処理の手順について、図８～図１０を参照しながら説明する。図８は、実施形態に係る基板処理システム１が実行する制御処理の手順の一例を示すフローチャートである。
実施形態に係る制御処理では、まず、制御部１０が、液交換された処理槽６１のエッチング液Ｌの液量Ｖｎおよびケイ酸濃度を初期化する（ステップＳ１０１）。そして、制御部１０は、処理槽６１に貯留されたエッチング液Ｌによるエッチング処理の回数をカウントするためのカウンタｎに１を設定する（ステップＳ１０２）。
次に、制御部１０は、次に処理が予定されるため処理槽６１に搬入されるロットに含まれるウェハＷの枚数を、枚数測定器１１を用いて測定する（ステップＳ１０３）。そして、制御部１０は、次に処理が予定されるロットの基板情報を、かかるロットを収容するフープＨのロットＩＤに基づいて取得する（ステップＳ１０４）。
次に、制御部１０は、処理槽６１に搬入されたロットにｎ回目のエッチング処理を施す（ステップＳ１０５）。なお、かかるエッチング処理が施されたロットは、リンス処理用の処理槽６２に搬出される。
次に、制御部１０は、液面センサ１１３を用いることで、処理槽６１に貯留されるエッチング液Ｌの液量Ｖｎを測定する（ステップＳ１０６）。そして、制御部１０は、処理槽６１でエッチング処理されたウェハＷの枚数や基板情報、エッチング液Ｌの液量Ｖｎなどに基づいて、処理槽６１に貯留されるエッチング液Ｌ中のケイ酸濃度の変化量ｆ（ｎ）を推定する（ステップＳ１０７）。
次に、制御部１０は、推定されたケイ酸濃度の変化量ｆ（ｎ）から求められるエッチング液Ｌ中のケイ酸濃度が所与のしきい値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１０８）。そして、エッチング液Ｌ中のケイ酸濃度が所与のしきい値よりも大きい場合（ステップＳ１０８，Ｙｅｓ）、次に処理が予定されるロットのエッチング処理を中止する（ステップＳ１０９）。
そして、制御部１０は、処理槽６１のエッチング液Ｌを交換し（ステップＳ１１０）、一連の制御処理を終了する。
一方で、エッチング液Ｌ中のケイ酸濃度が所与のしきい値よりも大きくない場合（ステップＳ１０８，Ｎｏ）、制御部１０は、処理槽６１でのエッチング処理の回数をカウントするためのカウンタｎをインクリメントする（ステップＳ１１１）。
次に、制御部１０は、次に処理が予定されるため処理槽６１に搬入されるロットに含まれるウェハＷの枚数を、枚数測定器１１を用いて測定する（ステップＳ１１２）。そして、制御部１０は、次に処理が予定されるロットの基板情報を、かかるロットを収容するフープＨのロットＩＤに基づいて取得する（ステップＳ１１３）。
次に、制御部１０は、ステップＳ１０７の処理で推定されたケイ酸濃度の変化量ｆ（ｎ）、次に処理が予定されるロットに含まれるウェハＷの枚数および基板情報などに基づいて、次に処理が予定されるロットの処理時間を補正する（ステップＳ１１４）。そして、制御部１０は、ステップＳ１０５の処理に移行する。
図９は、実施形態に係る基板処理システム１が実行する制御処理の手順の別の一例を示すフローチャートである。
別の一例に係る制御処理では、まず、制御部１０が、液交換された処理槽６１のエッチング液Ｌの液量Ｖｎおよびケイ酸濃度を初期化する（ステップＳ２０１）。そして、制御部１０は、処理槽６１に貯留されたエッチング液Ｌによるエッチング処理の回数をカウントするためのカウンタｎに１を設定する（ステップＳ２０２）。
次に、制御部１０は、次に処理が予定されるため処理槽６１に搬入されるロットに含まれるウェハＷの枚数を、枚数測定器１１を用いて測定する（ステップＳ２０３）。そして、制御部１０は、次に処理が予定されるロットの基板情報を、かかるロットを収容するフープＨのロットＩＤに基づいて取得する（ステップＳ２０４）。
次に、制御部１０は、処理槽６１に搬入されたロットにｎ回目のエッチング処理を施す（ステップＳ２０５）。なお、かかるエッチング処理が施されたロットは、リンス処理用の処理槽６２に搬出される。
次に、制御部１０は、液面センサ１１３を用いることで、処理槽６１に貯留されるエッチング液Ｌの液量Ｖｎを測定する（ステップＳ２０６）。そして、制御部１０は、処理槽６１でエッチング処理されたウェハＷの枚数や基板情報、エッチング液Ｌの液量Ｖｎなどに基づいて、処理槽６１に貯留されるエッチング液Ｌ中のケイ酸濃度の変化量ｆ（ｎ）を推定する（ステップＳ２０７）。
次に、制御部１０は、推定されたケイ酸濃度の変化量ｆ（ｎ）から求められるエッチング液Ｌ中のケイ酸濃度が所与のしきい値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２０８）。そして、エッチング液Ｌ中のケイ酸濃度が所与のしきい値よりも大きい場合（ステップＳ２０８，Ｙｅｓ）、次に処理が予定されるロットのエッチング処理を中止する（ステップＳ２０９）。
そして、制御部１０は、処理槽６１のエッチング液Ｌを交換し（ステップＳ２１０）、一連の制御処理を終了する。
一方で、エッチング液Ｌ中のケイ酸濃度が所与のしきい値よりも大きくない場合（ステップＳ２０８，Ｎｏ）、制御部１０は、処理槽６１でのエッチング処理の回数をカウントするためのカウンタｎをインクリメントする（ステップＳ２１１）。
次に、制御部１０は、次に処理が予定されるため処理槽６１に搬入されるロットに含まれるウェハＷの枚数を、枚数測定器１１を用いて測定する（ステップＳ２１２）。そして、制御部１０は、次に処理が予定されるロットの基板情報を、かかるロットを収容するフープＨのロットＩＤに基づいて取得する（ステップＳ２１３）。
次に、制御部１０は、次に処理が予定されるロットに含まれるウェハＷの枚数や基板情報、エッチング液Ｌの液量Ｖｎなどに基づいて、次のエッチング処理を行った後のエッチング液Ｌ中のケイ酸濃度の変化量ｆ（ｎ＋１）を推定する（ステップＳ２１４）。
次に、制御部１０は、推定された処理後のケイ酸濃度の変化量ｆ（ｎ＋１）から求められる、処理後のエッチング液Ｌ中のケイ酸濃度が所与のしきい値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２１５）。そして、処理後のケイ酸濃度が所与のしきい値よりも大きい場合（ステップＳ２１５，Ｙｅｓ）、ステップＳ２０９の処理に移行する。
一方で、処理後のケイ酸濃度が所与のしきい値よりも大きくない場合（ステップＳ２１５，Ｎｏ）、制御部１０は、次に処理が予定されるロットの処理時間を補正する（ステップＳ２１６）。
かかる補正処理は、ステップＳ２０７の処理で推定されたエッチング液Ｌ中のケイ酸濃度の変化量ｆ（ｎ）、次に処理が予定されるロットに含まれるウェハＷの枚数および基板情報などに基づいて行われる。そして、制御部１０は、ステップＳ２０５の処理に移行する。
図１０は、実施形態の変形例に係る基板処理システム１が実行する制御処理の手順の一例を示すフローチャートである。
変形例に係る制御処理では、まず、制御部１０が、液交換された処理槽６１のエッチング液Ｌの液量Ｖｎおよびケイ酸濃度を初期化する（ステップＳ３０１）。そして、制御部１０は、処理槽６１に貯留されたエッチング液Ｌによるエッチング処理の回数をカウントするためのカウンタｎに１を設定する（ステップＳ３０２）。
次に、制御部１０は、次に処理が予定されるため処理槽６１に搬入されるロットに含まれるウェハＷの枚数を、枚数測定器１１を用いて測定する（ステップＳ３０３）。そして、制御部１０は、次に処理が予定されるロットの基板情報を、かかるロットを収容するフープＨのロットＩＤに基づいて取得する（ステップＳ３０４）。
次に、制御部１０は、処理槽６１に搬入されたロットにｎ回目のエッチング処理を施す（ステップＳ３０５）。なお、かかるエッチング処理が施されたロットは、リンス処理用の処理槽６２に搬出される。
次に、制御部１０は、液面センサ１１３を用いることで、処理槽６１に貯留されるエッチング液Ｌの液量Ｖｎを測定する（ステップＳ３０６）。そして、制御部１０は、濃度センサ１２４を用いて、処理槽６１に貯留されるエッチング液Ｌ中のケイ酸濃度Ｆを測定する（ステップＳ３０７）。
次に、制御部１０は、測定されたエッチング液Ｌ中のケイ酸濃度Ｆが所与のしきい値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３０８）。そして、エッチング液Ｌ中のケイ酸濃度Ｆが所与のしきい値よりも大きい場合（ステップＳ３０８，Ｙｅｓ）、次に処理が予定されるロットのエッチング処理を中止する（ステップＳ３０９）。
そして、制御部１０は、処理槽６１のエッチング液Ｌを交換し（ステップＳ３１０）、一連の制御処理を終了する。
一方で、エッチング液Ｌ中のケイ酸濃度Ｆが所与のしきい値よりも大きくない場合（ステップＳ３０８，Ｎｏ）、制御部１０は、処理槽６１でのエッチング処理の回数をカウントするためのカウンタｎをインクリメントする（ステップＳ３１１）。
次に、制御部１０は、次に処理が予定されるため処理槽６１に搬入されるロットに含まれるウェハＷの枚数を、枚数測定器１１を用いて測定する（ステップＳ３１２）。そして、制御部１０は、次に処理が予定されるロットの基板情報を、かかるロットを収容するフープＨのロットＩＤに基づいて取得する（ステップＳ３１３）。
次に、制御部１０は、次に処理が予定されるロットの処理時間を補正する（ステップＳ３１４）。
かかる補正処理は、ステップＳ３０７の処理で測定されたケイ酸濃度Ｆから求められるケイ酸濃度の変化量、次に処理が予定されるロットに含まれるウェハＷの枚数および基板情報などに基づいて行われる。そして、制御部１０は、ステップＳ３０５の処理に移行する。
実施形態に係る基板処理方法は、エッチング処理と、補正処理とを含む。エッチング処理は、複数の基板（ウェハＷ）で構成されるロットを処理液（エッチング液Ｌ）に浸漬させる。補正処理は、エッチング処理によって基板（ウェハＷ）から処理液（エッチング液Ｌ）に溶解する溶解物（ケイ酸）の処理液（エッチング液Ｌ）中の濃度に基づいて、ロットの処理時間を補正する。これにより、ウェハＷのエッチング処理を効率よくかつ安定して実施することができる。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。たとえば、上記の実施形態では、リン酸水溶液を含有するエッチング液Ｌを処理液として用いた例について示したが、処理液の組成はかかる例に限られない。
また、上記の実施形態では、ウェハＷ上に形成されるデバイス構造が、積層されたシリコン窒化膜およびシリコン酸化膜である場合について示したが、ウェハＷ上に形成されるデバイス構造はかかる例に限られない。
また、上記の実施形態では、エッチング処理されてウェハＷから溶解する溶解物（実施形態ではケイ酸）の濃度が上昇するとエッチングレートが減少する場合に、処理時間を徐々に長くするように補正する例について示したが、本開示はかかる例に限られない。
たとえば、本開示の技術は、エッチング処理されてウェハＷから溶解する溶解物の濃度が上昇するとエッチングレートが増加する場合に、処理時間を徐々に短くするように補正する例に適用されてもよい。
今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
１ 基板処理システム（基板処理装置の一例）
７ 制御装置
８ 通信部
９ 記憶部
９ａ 基板情報記憶部
１０ 制御部
１０ａ 取得部
１０ｂ 推定部
１０ｃ 補正部
１１ 枚数測定器
６１ 処理槽
１１１ 内槽
１１１ａ 開口部
１１２ 外槽
１１３ 液面センサ
Ｗ ウェハ（基板の一例）
Ｈ フープ
Ｌ エッチング液（処理液の一例）
７ 制御装置
８ 通信部
９ 記憶部
９ａ 基板情報記憶部
１０ 制御部
１０ａ 取得部
１０ｂ 推定部
１０ｃ 補正部
１１ 枚数測定器
６１ 処理槽
１１１ 内槽
１１１ａ 開口部
１１２ 外槽
１１３ 液面センサ
Ｗ ウェハ（基板の一例）
Ｈ フープ
Ｌ エッチング液（処理液の一例）
Claims (11)
- 複数の基板で構成されるロットを処理液に浸漬させてエッチング処理を行う処理槽と、
各部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記エッチング処理によって前記基板から前記処理液に溶解する溶解物の前記処理液中の濃度に基づいて、前記ロットの処理時間を補正する補正部
を有する
基板処理装置。 - 前記制御部は、
処理された前記ロットに含まれる前記基板の枚数および基板情報に基づいて、前記処理液中の前記溶解物の濃度を推定する推定部、
をさらに有し、
前記補正部は、前記推定部で推定される前記溶解物の濃度に基づいて、前記ロットの処理時間を補正する
請求項１に記載の基板処理装置。 - 前記処理槽に貯留される前記処理液の液量を測定する液量測定部、
をさらに備え、
前記推定部は、前記液量測定部で測定される前記処理液の液量に基づいて、前記処理液中の前記溶解物の濃度を推定する
請求項２に記載の基板処理装置。 - 前記処理槽は、
上部に開口部を有し、前記ロットを前記処理液に浸漬させる内槽と、
前記内槽の外側に配置され、前記開口部から流出する前記処理液を受ける外槽と、
を有し、
前記液量測定部は、前記外槽に設けられる液面センサである
請求項３に記載の基板処理装置。 - 前記推定部は、前記基板情報を、前記ロットを収容するフープのロットＩＤに基づいて取得する
請求項２～４のいずれか一つに記載の基板処理装置。 - 前記基板情報には、前記基板に形成されるデバイスの種類が含まれる
請求項２～５のいずれか一つに記載の基板処理装置。 - 前記処理液中の前記溶解物の濃度を測定する濃度センサ、
をさらに備え、
前記補正部は、
前記濃度センサで測定される前記溶解物の濃度に基づいて、前記ロットの処理時間を補正する
請求項１に記載の基板処理装置。 - 前記濃度センサによる測定は、前記ロットの処理前、または前記ロットの処理前および前記ロットの処理後のうち少なくとも一方で行われる
請求項７に記載の基板処理装置。 - 前記制御部は、
前記処理液中の前記溶解物の濃度が所与のしきい値を超えている場合、予定される前記ロットのエッチング処理を中止し、前記処理槽に貯留される前記処理液を交換する
請求項２～８のいずれか一つに記載の基板処理装置。 - 前記処理液は、リン酸を含み、
前記溶解物は、ケイ酸である
請求項１～９のいずれか一つに記載の基板処理装置。 - 複数の基板で構成されるロットを処理液に浸漬させるエッチング処理と、
前記エッチング処理によって前記基板から前記処理液に溶解する溶解物の前記処理液中の濃度に基づいて、前記ロットの処理時間を補正する補正処理と、
を含む基板処理方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240415 |