JP2023158669A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】複数の基板を一括してエッチングする技術において、エッチング処理の均一性を向上させる。【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、流速調整部と、制御部と、を備える。処理槽は、複数の基板を処理液に浸漬させてエッチング処理を行う。流速調整部は、処理槽内の処理液の複数箇所の流速を調整する。制御部は、各部を制御する。また、制御部は、取得部と、調整部と、を有する。取得部は、処理槽内の処理液の複数箇所の流速と基板の複数箇所のエッチング量とが対応付けられた情報を取得する。調整部は、取得部で取得された情報に基づいて、処理槽内の処理液の複数箇所の流速を調整する。【選択図】図４

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、エッチング液に基板を浸漬することで、かかる基板に形成された各種薄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）。
特開２０２１－１８０２５３号公報
本開示は、複数の基板を一括してエッチングする技術において、エッチング処理の均一性を向上させ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、流速調整部と、制御部と、を備える。処理槽は、複数の基板を処理液に浸漬させてエッチング処理を行う。流速調整部は、前記処理槽内の前記処理液の複数箇所の流速を調整する。制御部は、各部を制御する。また、前記制御部は、取得部と、調整部と、を有する。取得部は、前記処理槽内の前記処理液の複数箇所の流速と前記基板の複数箇所のエッチング量とが対応付けられた情報を取得する。調整部は、前記取得部で取得された前記情報に基づいて、前記処理槽内の前記処理液の複数箇所の流速を調整する。
本開示によれば、複数の基板を一括してエッチングする技術において、エッチング処理の均一性を向上させることができる。
図１は、実施形態に係る基板処理システムの構成を示す概略ブロック図である。 図２は、実施形態に係るエッチング処理装置の構成を示す概略ブロック図である。 図３は、実施形態に係るバブリングガス供給部を上方から見た図である。 図４は、実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。 図５は、スロット１、スロット２５およびスロット５０における各種吐出条件でのエッチング量を示す図である。 図６は、実施形態の変形例に係るエッチング液循環部の構成を示す概略ブロック図である。 図７は、実施形態の変形例に係るエッチング液循環部を示す斜視図である。 図８は、実施形態に係る基板処理システム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。
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、エッチング液に基板を浸漬することで、かかる基板に形成された各種薄膜をエッチング処理する技術が知られている。かかる従来技術は、複数のノズルから吐出される処理液の流量を交互に増減させることで、エッチング処理の均一性を向上させることを目的としている。
一方で、上記の従来技術では、エッチング処理の均一性を向上させるという点で更なる改善の余地があった。そこで、上述の問題点を克服し、エッチング処理の均一性を向上させ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。
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、ＳＣ１（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８（図４参照）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および図３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、エッチング液供給源１０１と、エッチング液供給路１０２と、流量調整器１０３とを備える。
エッチング液供給源１０１は、たとえば、エッチング液Ｌを貯留するタンクである。実施形態に係るエッチング液Ｌは、たとえば、リン酸、ＳＣ１、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）、酢酸および硝酸を含む混酸、およびリン酸および酢酸を含む混酸、の少なくとも１種を含む。
エッチング液供給路１０２は、エッチング液供給源１０１と処理槽６１の外槽１１２とを接続し、エッチング液供給源１０１から外槽１１２にエッチング液Ｌを供給する。
流量調整器１０３は、エッチング液供給路１０２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１０３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、エッチング液循環部１２０と、バブリングガス供給部１４０とを備える。処理槽６１は、内槽１１１と、外槽１１２とを有する。
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。
エッチング液循環部１２０は、内槽１１１と外槽１１２との間でエッチング液Ｌを循環させる。エッチング液循環部１２０は、循環路１２１と、ポンプ１２２と、ヒータ１２３と、フィルタ１２４と、複数の（図では３つ）の処理液ノズル１２５とを有する。
循環路１２１は、外槽１１２と内槽１１１との間を接続する。循環路１２１の一端は外槽１１２の底部に接続され、循環路１２１の他端は内槽１１１内に位置する処理液ノズル１２５に接続される。循環路１２１には、外槽１１２側から順に、ポンプ１２２と、ヒータ１２３と、フィルタ１２４とが位置する。
ポンプ１２２は、外槽１１２から循環路１２１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、この循環流は、外槽１１２、循環路１２１および内槽１１１において形成される。
ヒータ１２３は、循環路１２１を循環するエッチング液Ｌの温度を調整する。フィルタ１２４は、循環路１２１を循環するエッチング液Ｌを濾過する。処理液ノズル１２５は、循環路１２１を循環するエッチング液Ｌを内槽１１１の内部で上向きに吐出し、内槽１１１の内部に上昇流を形成する。
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、ガス供給源１４１と、ガス供給路１４２と、流量調整器１４３と、複数（図では６つ）のガスノズル１４４とを有する。複数のガスノズル１４４は、流速調整部の一例である。
ガス供給路１４２は、ガス供給源１４１と複数のガスノズル１４４とを接続し、ガス供給源１４１から複数のガスノズル１４４に不活性ガス（たとえば窒素ガス）を供給する。
流量調整器１４３は、ガス供給路１４２に配置され、複数のガスノズル１４４に供給される不活性ガスの供給量を調整する。流量調整器１４３は、開閉弁、流量制御弁および流量計などを有する。
複数のガスノズル１４４は、たとえば、内槽１１１内においてウェハＷおよび処理液ノズル１２５の下方に位置する。複数のガスノズル１４４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上向きに吐出し、内槽１１１の内部に上昇流を形成する。
実施形態に係るエッチング処理装置６０は、複数のガスノズル１４４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。
図３は、実施形態に係るバブリングガス供給部１４０を上方から見た図である。図３に示すように、バブリングガス供給部１４０が備える複数のガスノズル１４４は、たとえば円筒状の部材であり、複数のウェハＷの配列方向（Ｙ軸方向）に沿って延在する。
ガスノズル１４４の上部には、ガスノズル１４４の延在方向に沿って複数の吐出口１４５が設けられる。なお、複数の吐出口１４５は、必ずしもガスノズル１４４の上部に設けられることを要しない。たとえば、複数の吐出口１４５は、ガスノズル１４４の下部に設けられ、斜め下方に向けて気体を吐出する構成であってもよい。
複数のガスノズル１４４は、ガス供給路１４２を介してガス供給源１４１に接続される。ガス供給路１４２は、上流側（すなわち、ガス供給源１４１側）の上流路１４２ａと、下流側（すなわち、複数のガスノズル１４４側）の分岐路１４２ｂとを有する。上流路１４２ａには、流量調整器１４３が設けられる。
分岐路１４２ｂは、複数のガスノズル１４４＿１～１４４＿６にそれぞれ接続されるように分岐する。また、複数のガスノズル１４４＿１～１４４＿６にそれぞれ接続される分岐路１４２ｂには、複数の流量調整器１４７＿１～１４７＿６がそれぞれ設けられる。
かかる複数の流量調整器１４７＿１～１４７＿６は、複数のガスノズル１４４＿１～１４４＿６にそれぞれ供給される不活性ガスの供給量を調整する。複数の流量調整器１４７＿１～１４７＿６は、開閉弁、流量制御弁および流量計などをそれぞれ有する。
そして、制御部９（図４参照）は、複数の流量調整器１４７＿１～１４７＿６をそれぞれ制御することで、複数のガスノズル１４４＿１～１４４＿６から吐出される不活性ガスの量を個別に制御することができる。すなわち、制御部９は、複数の流量調整器１４７＿１～１４７＿６をそれぞれ制御することで、内槽１１１内のエッチング液Ｌにおける複数箇所の流速を調整することができる。
＜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４および図５を参照しながら説明する。図４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４に示すように、制御装置７は、記憶部８と、制御部９とを備える。また、制御装置７には、エッチング液循環部１２０と、バブリングガス供給部１４０とが接続される。
なお、制御装置７は、図４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。
記憶部８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８は、エッチング情報記憶部８ａを有する。また、記憶部８は、制御部９での処理に用いる情報を記憶する。
エッチング情報記憶部８ａには、内槽１１１の内部におけるエッチング液の複数箇所の流速と、ウェハＷの複数箇所のエッチング量とが対応付けられた情報（以下、エッチング情報とも呼称する。）が記憶される。
実施形態では、たとえば、エッチング情報記憶部８ａに、ガスノズル１４４＿１～１４４＿６からそれぞれ吐出される不活性ガスの流量と、ウェハＷの複数箇所（たとえば、４９箇所）のエッチング量とが対応付けられた情報がエッチング情報として記憶される。
また、実施形態では、基板昇降機構６３に保持される５０枚のウェハＷの位置（以下、スロット１～５０とも呼称する。）に対応した、それぞれ個別のエッチング情報がエッチング情報記憶部８ａに記憶される。
図５は、スロット１、スロット２５およびスロット５０における各種吐出条件でのエッチング量を示す図である。図５に示すように、同じ吐出条件で不活性ガスが吐出される場合でも、スロット１、スロット２５およびスロット５０では、ウェハＷの面内のエッチング量分布が異なってくる。これは、内槽１１１の内部において、各スロットの周囲におけるエッチング液Ｌの濃度や温度、流速などが必ずしも一定でないことなどが原因である。
なお、図５に示す吐出条件Ａでは、一方側のガスノズル１４４（図では右側）における不活性ガスの流量（すなわち、エッチング液Ｌの流速）を他方側に比べて大きくしている。一方で、吐出条件Ｂでは、他方側のガスノズル１４４（図では左側）における不活性ガスの流量（すなわち、エッチング液Ｌの流速）を一方側に比べて大きくしている。
そして、実施形態では、各スロットごとに、さまざまな吐出条件におけるウェハＷの複数箇所（図５に示す黒点の箇所に対応）のエッチング量が、それぞれ個別のエッチング情報としてエッチング情報記憶部８ａに記憶されている。
なお、１つのエッチング情報には、ガスノズル１４４＿１～１４４＿６からそれぞれ吐出される不活性ガスの流量と、ウェハＷの複数箇所のエッチング量に加えて、かかるエッチング量となったエッチング時間（以下、パーツ時間とも呼称する。）等も記憶される。
図４の説明に戻る。制御部９は、たとえば、ＣＰＵ、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などによって、記憶部８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９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９は、取得部９ａと、調整部９ｂ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９の内部構成は、図４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９ａは、記憶部８のエッチング情報記憶部８ａに記憶される複数のエッチング情報を取得する。取得部９ａは、たとえば、各スロットごと、かつ各吐出条件ごとにそれぞれ記憶される複数のエッチング情報をすべて取得する。
調整部９ｂは、取得部９ａで取得された複数のエッチング情報に基づいて、内槽１１１内部のエッチング液Ｌにおける複数箇所の流速を調整する。たとえば、調整部９ｂは、取得部９ａで取得された複数のエッチング情報に基づいて、ガスノズル１４４＿１～１４４＿６からそれぞれ吐出される不活性ガスの流量を調整する。かかる調整部９ｂにおける処理の詳細について以下に説明する。
本願発明者らが鋭意研究を重ねた結果、複数のウェハＷをまとめて浸漬処理するバッチ処理において、複数の吐出条件を重ね合わせた場合に、実測値と計算値とで非常に高い相関性が得られることが明らかとなった。
例えば、図５に示すように、吐出条件Ａと吐出条件Ｂとを半分の期間ずつ実施した場合のエッチング量の実測値と、吐出条件Ａと吐出条件Ｂとの実測値を５０（％）ずつ重ね合わせた場合のエッチング量の計算値とでは、非常に高い相関性が得られることが分かる。
さらに、図５に示すように、実測値と計算値との間の高い相関性はスロット１、スロット２５およびスロット５０のいずれにおいても得られることから、実施形態では、各スロットにおいて実測値と計算値との間の高い相関性が得られるとみなすことができる。
すなわち、実施形態では、複数の吐出条件がそれぞれ記憶された複数のエッチング情報を取捨選択して重ね合わせることで、すべてのスロットにおいて所望のエッチング量に近づけることができる。
たとえば、実施形態では、調整部９ｂが、いわゆるナップサック問題と呼ばれる問題の解法を用いることで、複数のエッチング情報を最適な条件で取捨選択して重ね合わせることができる。具体的には、調整部９ｂが、以下の式（１）となるように、各エッチング条件の重みｗを求める。
Figure 2023158669000002
ＥＲｔａｒｇｅｔ：所望のエッチング量
ｗ：１つのエッチング情報の重み
ＥＲ：１つのエッチング情報のエッチング量
また、この式（１）を求める場合の制約条件は、以下の式（２）、（３）である。
Figure 2023158669000003
Figure 2023158669000004
ｔＭＡＸ：全体のエッチング時間
ｔｐａｒｔｓ：１つのエッチング情報のパーツ時間
このように、実施形態では、エッチング時間がｔＭＡＸと設定されたエッチング条件に、どのエッチング情報をどの程度の重みｗで重ね合わせると、重ね合わせたエッチング量（ｗ・ＥＲに相当）と所望のエッチング量ＥＲｔａｒｇｅｔとの差が最小になるかを求める。
たとえば、実施形態では、上述の式（１）～（３）で表されるナップサック問題を、遺伝的アルゴリズムやＭＩＰ（Mixed Integer Programming）ソルバーと呼ばれる解法で解くことができる。
これにより、調整部９ｂは、取捨選択して重ね合わせた複数のエッチング情報を、所望のエッチング量に近づけることができる。そして、調整部９ｂは、各エッチング情報ごとに求められた重みｗに対応する処理時間ごとに、各エッチング情報に記憶された吐出条件でエッチング処理を行う。
これにより、複数のウェハＷのエッチング量を所望のエッチング量に近づけることができる。したがって、実施形態によれば、エッチング処理の均一性を向上させることができる。
本開示における所望のエッチング量は、たとえば、ウェハＷの全面において均等になるように設定されてもよいし、ウェハＷの特定の部位（たとえば、ウェハＷの中心部や中間部、周縁部など）で大きくまたは小さくなるように設定されてもよい。
実施形態では、たとえば、所望のエッチング量がウェハＷの全面において均等になるように設定される場合、ウェハＷの複数箇所のエッチング量の最大値と最小値との差が所与のしきい値以下になるように、複数のガスノズル１４４の吐出量を調整するとよい。
これにより、ウェハＷの全面においてエッチング量が均等になるようにウェハＷを処理することができる。
また、実施形態では、所望のエッチング量がウェハＷの特定の部位で大きくまたは小さくなるように設定される場合、かかる所望のエッチング量のプロファイルとの差が最小になるように、複数のガスノズル１４４の吐出量を調整するとよい。
これにより、ウェハＷの所望の部位が所望のエッチング量に近づくようにウェハＷを処理することができる。
また、実施形態では、すべてのスロットにおいてエッチング量が均等に最適化されるように重みｗが最適化されてもよいし、ある特定のスロットにおいてエッチング量がもっとも最適化されるように重みｗが最適化されてもよい。
すべてのスロットにおいてエッチング量が均等に最適化されるように重みｗを最適化することで、同時に処理されるすべてのウェハＷで、エッチング処理の均一性を向上させることができる。
また、ある特定のスロットにおいてエッチング量がもっとも最適化されるように重みｗを最適化することで、特定のウェハＷにおいてエッチング処理の均一性をさらに向上させることができる。
また、実施形態では、複数のガスノズル１４４から吐出される不活性ガスの流量をそれぞれ独立に制御することで、さまざまな吐出条件におけるエッチング処理を行うことができる。これにより、エッチング情報記憶部８ａに記憶されるエッチング情報の数を多くすることができる。
したがって、実施形態によれば、取捨選択して重ね合わせた複数のエッチング情報を、所望のエッチング量にさらに近づけられるため、エッチング処理の均一性をさらに向上させることができる。
なお、図３の例では、内槽１１１の内部にガスノズル１４４を６本配置する例について示したが、本開示はかかる例に限られず、ガスノズル１４４は２本以上配置されていればよい。
また、実施形態では、ウェハＷの表面に、窒化膜、シリコン膜およびモリブデン膜の少なくとも１種が形成されるとよい。これにより、複数のウェハＷに形成される膜を良好にエッチング処理することができる。
また、実施形態では、エッチング液Ｌが、リン酸、ＳＣ１、ＴＭＡＨ、酢酸および硝酸を含む混酸、およびリン酸および酢酸を含む混酸、の少なくとも１種を含むとよい。これにより、複数のウェハＷに形成される膜を良好にエッチング処理することができる。
また、実施形態では、内槽１１１内部のエッチング液Ｌの温度が、１０（℃）～１７０（℃）であるとよい。これにより、複数のウェハＷに形成される膜を良好にエッチング処理することができる。
＜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。上記の実施形態では、流速調整部として複数のガスノズル１４４を用いた例について示したが、本開示はかかる例に限られず、複数の処理液ノズル１２５を流速調整部として用いてもよい。
図６は、実施形態の変形例に係るエッチング液循環部１２０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エッチング液循環部１２０を示す斜視図である。図６に示すように、変形例に係るエッチング処理装置６０は、内槽１１１と、外槽１１２と、基板昇降機構６３と、エッチング液循環部１２０とを備える。
上記の実施形態と同様に、エッチング液循環部１２０は、循環路１２１と、ポンプ１２２と、ヒータ１２３と、フィルタ１２４と、複数の（図では３つ）の処理液ノズル１２５＿１～１２５＿３とを有する。なお、以下では、処理液ノズル１２５＿１～１２５＿３を区別しない場合には、単に処理液ノズル１２５と記載することがある。
処理液ノズル１２５は、流速調整部の別の一例であり、内槽１１１の内部において複数のウェハＷよりも下方に配置され、内槽１１１の内部にエッチング液Ｌを吐出する。図７に示すように、処理液ノズル１２５＿１～１２５＿３は、本体部１２５ａ＿１～１２５ａ＿３を有する。
本体部１２５ａ＿１～１２５ａ＿３は、たとえば円筒状の部材であり、複数のウェハＷの配列方向（Ｙ軸方向）に沿って延在する。本体部１２５ａ＿１～１２５ａ＿３の上部には、かかる本体部１２５ａ＿１～１２５ａ＿３の延在方向に沿って複数の吐出口１２５ｂが設けられる。
吐出口１２５ｂは、たとえば円形であり、開口径は直径でたとえば０．５ｍｍ～１．０ｍｍ程度である。吐出口１２５ｂは、たとえば、鉛直上方（Ｚ軸正方向）に向けてエッチング液Ｌを吐出する。
本体部１２５ａ＿１～１２５ａ＿３は、後述する分岐路１２１ｂ＿１～１２１ｂ＿３にそれぞれ接続されており、分岐路１２１ｂ＿１～１２１ｂ＿３から供給されるエッチング液Ｌを複数の吐出口１２５ｂから吐出する。
図６の説明に戻る。循環路１２１は、外槽１１２と処理液ノズル１２５＿１～１２５＿３との間を接続する。循環路１２１は、上流側の上流路１２１ａと、下流側の分岐路１２１ｂ＿１～１２１ｂ＿３と、複数のバイパス路１２７＿１～１２７＿３とを備える。上流路１２１ａは、一端が外槽１１２の底部に接続される。
上流路１２１ａには、ポンプ１２２と、ヒータ１２３と、フィルタ１２４とが設けられる。これらのポンプ１２２、ヒータ１２３およびフィルタ１２４は、上述の実施形態と同様の機能を有するため、詳細な説明は省略する。
複数の分岐路１２１ｂ＿１～１２１ｂ＿３は、上流路１２１ａにおけるフィルタ１２４の下流側から分岐する。このうち、分岐路１２１ｂ＿１は、処理液ノズル１２５＿１に接続され、分岐路１２１ｂ＿２は、処理液ノズル１２５＿２に接続され、分岐路１２１ｂ＿３は、処理液ノズル１２５＿３に接続される。
複数のバイパス路１２７＿１～１２７＿３は、複数の分岐路１２１ｂ＿１～１２１ｂ＿３と外槽１１２との間をそれぞれ接続する。バイパス路１２７＿１は、分岐路１２１ｂ＿１から分岐して外槽１１２に接続され、バイパス路１２７＿２は、分岐路１２１ｂ＿２から分岐して外槽１１２に接続され、バイパス路１２７＿３は、分岐路１２１ｂ＿３から分岐して外槽１１２に接続される。
また、複数のバイパス路１２７＿１～１２７＿３には、複数の流量調整器１２８＿１～１２８＿３が設けられる。流量調整器１２８＿１～１２８＿３は、処理液ノズル１２５＿１～１２５＿３に供給されるエッチング液Ｌの流量をそれぞれ調整する。
すなわち、流量調整器１２８＿１～１２８＿３は、処理液ノズル１２５＿１～１２５＿３に設けられた複数の吐出口１２５ｂ＿１～１２５ｂ＿３から吐出されるエッチング液Ｌの流量をそれぞれ調整する。
具体的には、流量調整器１２８＿１は、バイパス路１２７＿１に設けられ、バイパス路１２７＿１を流れるエッチング液Ｌの流量を調整することで、分岐路１２１ｂ＿１から処理液ノズル１２５＿１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１２８＿２は、バイパス路１２７＿２に設けられ、バイパス路１２７＿２を流れるエッチング液Ｌの流量を調整することで、分岐路１２１ｂ＿２から処理液ノズル１２５＿２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１２８＿３は、バイパス路１２７＿３に設けられ、バイパス路１２７＿３を流れるエッチング液Ｌの流量を調整することで、分岐路１２１ｂ＿３から処理液ノズル１２５＿３に供給されるエッチング液Ｌの調整を変更する。
そして、変形例のエッチング情報記憶部８ａ（図４参照）には、処理液ノズル１２５＿１～１２５＿３からそれぞれ吐出されるエッチング液Ｌの流量と、ウェハＷの複数箇所のエッチング量とが対応付けられた情報がエッチング情報として記憶される。
また、取得部９ａ（図４参照）は、エッチング情報記憶部８ａに記憶される複数のエッチング情報を取得する。取得部９ａは、たとえば、各吐出条件ごと、かつ各スロットごとにそれぞれ記憶される複数のエッチング情報を取得する。
また、調整部９ｂ（図４参照）は、取得部９ａで取得された複数のエッチング情報に基づいて、内槽１１１内部のエッチング液Ｌにおける複数箇所の流速を調整する。変形例では、調整部９ｂが、取得部９ａで取得された複数のエッチング情報に基づいて、処理液ノズル１２５＿１～１２５＿３からそれぞれ吐出されるエッチング液Ｌの流量を調整する。
これにより、上述の実施形態と同様に、変形例でも、調整部９ｂが、取捨選択して重ね合わせた複数のエッチング情報を、所望のエッチング量に近づけることができる。そして、調整部９ｂは、各エッチング情報ごとに求められた重みｗに対応する処理時間ごとに、各エッチング情報に記憶された吐出条件でエッチング処理を行う。
これにより、複数のウェハＷのエッチング量を所望のエッチング量に近づけることができる。したがって、変形例によれば、エッチング処理の均一性を向上させることができる。
なお、図６および図７の例では、内槽１１１の内部に処理液ノズル１２５を３本配置する例について示したが、本開示はかかる例に限られず、処理液ノズル１２５は２本以上配置されていればよい。
また、上記の実施形態および変形例では、複数のガスノズル１４４および複数の処理液ノズル１２５のいずれか一方を個別に制御して、内槽１１１内部の複数箇所の流速を制御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、複数のガスノズル１４４および複数の処理液ノズル１２５の両方を個別に制御して、内槽１１１内部の複数箇所の流速を制御してもよい。
これにより、エッチング情報記憶部８ａに記憶されるエッチング情報の数をさらに多くすることができるため、エッチング処理の均一性をさらに向上させることができる。
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、流速調整部（ガスノズル１４４、処理液ノズル１２５）と、制御部９と、を備える。処理槽６１は、複数の基板（ウェハＷ）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。流速調整部（ガスノズル１４４、処理液ノズル１２５）は、処理槽６１内の処理液（エッチング液Ｌ）の複数箇所の流速を調整する。制御部９は、各部を制御する。また、制御部９は、取得部９ａと、調整部９ｂと、を有する。取得部９ａは、処理槽６１内の処理液（エッチング液Ｌ）の複数箇所の流速と基板（ウェハＷ）の複数箇所のエッチング量とが対応付けられた情報（エッチング情報）を取得する。調整部９ｂは、取得部９ａで取得された情報（エッチング情報）に基づいて、処理槽６１内の処理液（エッチング液Ｌ）の複数箇所の流速を調整する。これにより、エッチング処理の均一性を向上させることができる。
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、取得部９ａは、異なる流速およびエッチング量が対応付けられた複数の情報（エッチング情報）を取得する。また、調整部９ｂは、複数の情報（エッチング情報）を重ね合わせることで、基板（ウェハＷ）の複数箇所のエッチング量と所望のエッチング量との差が最小になるように、処理槽６１内の処理液（エッチング液Ｌ）の複数箇所の流速を調整する。これにより、ウェハＷの所望の部位が所望のエッチング量に近づくようにウェハＷを処理することができる。
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、取得部９ａは、異なる流速およびエッチング量が対応付けられた複数の情報（エッチング情報）を取得する。また、調整部９ｂは、複数の情報（エッチング情報）を重ね合わせることで、基板（ウェハＷ）の複数箇所のエッチング量の最大値と最小値との差が所与のしきい値以下になるように、処理槽６１内の処理液（エッチング液Ｌ）の複数箇所の流速を調整する。これにより、ウェハＷの全面においてエッチング量が均等になるようにウェハＷを処理することができる。
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、取得部９ａは、処理槽６１内に配置されるそれぞれの基板（ウェハＷ）ごとに、異なる流速およびエッチング量が対応付けられた複数の情報（エッチング情報）を取得する。また、調整部９ｂは、複数の情報（エッチング情報）を重ね合わせることで、すべての基板（ウェハＷ）の複数箇所のエッチング量と所望のエッチング量との差が最小になるように、処理槽６１内の処理液（エッチング液Ｌ）の複数箇所の流速を調整する。これにより、同時に処理されるすべてのウェハＷにおいて、所望の部位が所望のエッチング量に近づくようにウェハＷを処理することができる。
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、取得部９ａは、処理槽６１内に配置されるそれぞれの基板（ウェハＷ）ごとに、異なる流速およびエッチング量が対応付けられた複数の情報（エッチング液Ｌ）を取得する。また、調整部９ｂは、複数の情報（エッチング情報）を重ね合わせることで、全ての基板（ウェハＷ）の複数箇所のエッチング量の最大値と最小値との差が所与のしきい値以下になるように、処理槽６１内の処理液（エッチング液Ｌ）の複数箇所の流速を調整する。これにより、同時に処理されるすべてのウェハＷの全面において、エッチング量が均等になるようにウェハＷを処理することができる。
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、流速調整部は、処理槽６１内に不活性ガスを吐出する複数のガスノズル１４４、および処理槽６１内に処理液を吐出する複数の処理液ノズル１２５のうち少なくとも一方を含む。これにより、処理槽６１内の複数箇所の流速を効果的に制御することができる。
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（ウェハＷ）の表面には、窒化膜、シリコン膜およびモリブデン膜の少なくとも１種が形成される。これにより、複数のウェハＷに形成される膜を良好にエッチング処理することができる。
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、ＳＣ１、ＴＭＡＨ、酢酸および硝酸を含む混酸、およびリン酸および酢酸を含む混酸、の少なくとも１種である。これにより、複数のウェハＷに形成される膜を良好にエッチング処理することができる。
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内の処理液（エッチング液Ｌ）の温度は、１０（℃）～１７０（℃）である。これにより、複数のウェハＷに形成される膜を良好にエッチング処理することができる。
＜制御処理の手順＞
つづいて、実施形態に係る制御処理の手順について、図８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９が、複数のウェハＷを一括で処理槽６１の内槽１１１に搬入する（ステップＳ１０１）。そして、制御部９は、処理槽６１において、複数のウェハＷを一括でエッチング処理する（ステップＳ１０２）。
次に、制御部９は、記憶部８に記憶される複数のエッチング情報を取得する（ステップＳ１０３）。制御部９は、たとえば、各吐出条件ごと、かつ各スロットごとにそれぞれ記憶される複数のエッチング情報を取得する。
次に、制御部９は、ステップＳ１０３の処理で取得された複数のエッチング情報に基づいて、内槽１１１内部のエッチング液Ｌにおける複数箇所の流速を調整する（ステップＳ１０４）。そして、制御部９は、エッチング処理が終了した複数のウェハＷを処理槽６１から搬出し（ステップＳ１０５）、一連の基板処理を終了する。
実施形態に係る基板処理方法は、エッチング工程（ステップＳ１０２）と、取得工程（ステップＳ１０３）と、調整工程（ステップＳ１０４）とを含む。エッチング工程（ステップＳ１０２）は、複数の基板（ウェハＷ）を処理槽６１内の処理液（エッチング液Ｌ）に浸漬させる。取得工程（ステップＳ１０３）は、処理槽６１内の処理液（エッチング液Ｌ）の複数箇所の流速と基板（ウェハＷ）の複数箇所のエッチング量とが対応付けられた情報（エッチング情報）を取得する。調整工程（ステップＳ１０４）は、取得工程（ステップＳ１０３）で取得された情報（エッチング情報）に基づいて、処理槽６１内の処理液（エッチング液Ｌ）の複数箇所の流速を調整する。これにより、エッチング処理の均一性を向上させることができる。
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、複数のウェハＷを一括でエッチング処理する場合に、本願技術を適用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、複数のウェハＷを一括でめっき処理する場合などに、本願技術を適用してもよい。
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 記憶部
８ａ エッチング情報記憶部
９ 制御部
９ａ 取得部
９ｂ 調整部
６１ 処理槽
１２５ 処理液ノズル（流速調整部の一例）
１４４ ガスノズル（流速調整部の一例）
Ｗ ウェハ（基板の一例）
Ｌ エッチング液（処理液の一例）

Claims (10)

  1. 複数の基板を処理液に浸漬させてエッチング処理を行う処理槽と、
    前記処理槽内の前記処理液の複数箇所の流速を調整する流速調整部と、
    各部を制御する制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、
    前記処理槽内の前記処理液の複数箇所の流速と前記基板の複数箇所のエッチング量とが対応付けられた情報を取得する取得部と、
    前記取得部で取得された前記情報に基づいて、前記処理槽内の前記処理液の複数箇所の流速を調整する調整部と、
    を有する基板処理装置。
  2. 前記取得部は、異なる流速およびエッチング量が対応付けられた複数の前記情報を取得し、
    前記調整部は、複数の前記情報を重ね合わせることで、前記基板の複数箇所のエッチング量と所望のエッチング量との差が最小になるように、前記処理槽内の前記処理液の複数箇所の流速を調整する
    請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記取得部は、異なる流速およびエッチング量が対応付けられた複数の前記情報を取得し、
    前記調整部は、複数の前記情報を重ね合わせることで、前記基板の複数箇所のエッチング量の最大値と最小値との差が所与のしきい値以下になるように、前記処理槽内の前記処理液の複数箇所の流速を調整する
    請求項１に記載の基板処理装置。
  4. 前記取得部は、前記処理槽内に配置されるそれぞれの前記基板ごとに、異なる流速およびエッチング量が対応付けられた複数の前記情報を取得し、
    前記調整部は、複数の前記情報を重ね合わせることで、すべての前記基板の複数箇所のエッチング量と所望のエッチング量との差が最小になるように、前記処理槽内の前記処理液の複数箇所の流速を調整する
    請求項１～３のいずれか一つに記載の基板処理装置。
  5. 前記取得部は、前記処理槽内に配置されるそれぞれの前記基板ごとに、異なる流速およびエッチング量が対応付けられた複数の前記情報を取得し、
    前記調整部は、複数の前記情報を重ね合わせることで、すべての前記基板の複数箇所のエッチング量の最大値と最小値との差が所与のしきい値以下になるように、前記処理槽内の前記処理液の複数箇所の流速を調整する
    請求項１～３のいずれか一つに記載の基板処理装置。
  6. 前記流速調整部は、前記処理槽内に不活性ガスを吐出する複数のガスノズル、および前記処理槽内に前記処理液を吐出する複数の処理液ノズルのうち少なくとも一方を含む
    請求項１～３のいずれか一つに記載の基板処理装置。
  7. 前記基板の表面には、窒化膜、シリコン膜およびモリブデン膜の少なくとも１種が形成される
    請求項１～３のいずれか一つに記載の基板処理装置。
  8. 前記処理液は、リン酸、ＳＣ１、ＴＭＡＨ、酢酸および硝酸を含む混酸、およびリン酸および酢酸を含む混酸、の少なくとも１種を含む
    請求項１～３のいずれか一つに記載の基板処理装置。
  9. 前記処理槽内の前記処理液の温度は、１０（℃）～１７０（℃）である
    請求項１～３のいずれか一つに記載の基板処理装置。
  10. 複数の基板を処理槽内の処理液に浸漬させるエッチング工程と、
    前記処理槽内の前記処理液の複数箇所の流速と前記基板の複数箇所のエッチング量とが対応付けられた情報を取得する取得工程と、
    前記取得工程で取得された前記情報に基づいて、前記処理槽内の前記処理液の複数箇所の流速を調整する調整工程と、
    を含む基板処理方法。
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