JP5931484B2 - Substrate processing method and substrate processing apparatus - Google Patents
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本発明は、シリコン酸化膜およびシリコン窒化膜が形成された半導体ウェハーや液晶表示装置用ガラス基板等の薄板状の精密電子基板（以下、単に「基板」と称する）をリン酸水溶液中に浸漬して選択的にシリコン窒化膜のエッチング処理を行う基板処理方法および基板処理装置に関する。 In the present invention, a thin precision electronic substrate (hereinafter simply referred to as “substrate”) such as a semiconductor wafer on which a silicon oxide film and a silicon nitride film are formed or a glass substrate for a liquid crystal display device is immersed in an aqueous phosphoric acid solution. The present invention relates to a substrate processing method and a substrate processing apparatus for selectively etching a silicon nitride film.
半導体デバイスの製造工程において、エッチング処理はパターン形成のための重要な工程であり、特に近年の半導体デバイスの高性能化および高集積化にともなって、基板上に形成されたシリコン窒化膜（Ｓｉ３Ｎ４膜）およびシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）のうちシリコン酸化膜を残してシリコン窒化膜を選択的にエッチング除去する処理が要求されている。このようなシリコン窒化膜の選択的なエッチング処理を実行する手法として、高温（１５０℃〜１６０℃）のリン酸水溶液（Ｈ３ＰＯ４＋Ｈ２Ｏ）をエッチング液として使用するプロセスが知られている。具体的には、高温のリン酸水溶液を貯留した浸漬処理槽にシリコン窒化膜およびシリコン酸化膜が形成された複数枚の基板を浸漬してシリコン窒化膜の選択的なエッチング処理を行う。もっとも、リン酸水溶液の特性上、シリコン酸化膜も微量ではあるもののエッチングされる。 In the manufacturing process of a semiconductor device, an etching process is an important process for pattern formation. In particular, with the recent high performance and high integration of a semiconductor device, a silicon nitride film (Si 3) formed on a substrate. N 4 film) and selectively processed to etch away the silicon nitride film to leave the silicon oxide film of the silicon oxide film (SiO 2 film) is required. As a technique for performing such a selective etching process of a silicon nitride film, a process using a high temperature (150 ° C. to 160 ° C.) phosphoric acid aqueous solution (H 3 PO 4 + H 2 O) as an etching solution is known. Yes. Specifically, the silicon nitride film is selectively etched by immersing a plurality of substrates on which a silicon nitride film and a silicon oxide film are formed in an immersion treatment tank storing a high-temperature phosphoric acid aqueous solution. However, due to the characteristics of the phosphoric acid aqueous solution, the silicon oxide film is also etched although the amount is small.
リン酸水溶液を使用してシリコン窒化膜のエッチング処理を行うと、シリコン化合物が溶解してリン酸水溶液中のシリコン濃度が上昇する。液交換を行うことなく複数回のエッチング処理を経てリン酸水溶液中のシリコン濃度が飽和濃度を超えると、ケイ素酸化物を含む不純物が析出する。「ケイ素酸化物を含む不純物」とは、シリコン（Ｓｉ）および酸素（Ｏ）を主成分とする化合物群（例えば、シロキサン）を含むものであり、純粋なＳｉＯ２のみならず、シリコンおよび酸素以外の異物が混在していても良い。リン酸水溶液中にケイ素酸化物を含む不純物が析出すると、その不純物が基板や処理槽に付着したりフィルターを目詰まりさせるという問題が生じる。 When the silicon nitride film is etched using a phosphoric acid aqueous solution, the silicon compound dissolves and the silicon concentration in the phosphoric acid aqueous solution increases. When the silicon concentration in the phosphoric acid aqueous solution exceeds the saturation concentration through a plurality of etching processes without performing liquid exchange, impurities including silicon oxide are deposited. “Impurity containing silicon oxide” includes a compound group (for example, siloxane) mainly composed of silicon (Si) and oxygen (O), and not only pure SiO 2 but also silicon and oxygen. The foreign material may be mixed. When impurities containing silicon oxide are precipitated in the phosphoric acid aqueous solution, there arises a problem that the impurities adhere to the substrate and the processing tank or clog the filter.
一方、リン酸水溶液中のシリコン濃度が低すぎてもシリコン酸化膜のエッチングレートが高くなり、シリコン窒化膜に対するエッチング選択比が低下するという問題が生じる。このため、リン酸水溶液を使用したエッチング処理を行うときには、リン酸水溶液中のシリコン濃度を処理目的に応じた適正範囲内に調整することが重要となる。 On the other hand, even if the silicon concentration in the phosphoric acid aqueous solution is too low, the etching rate of the silicon oxide film becomes high, and the etching selectivity with respect to the silicon nitride film decreases. For this reason, when performing an etching process using a phosphoric acid aqueous solution, it is important to adjust the silicon concentration in the phosphoric acid aqueous solution within an appropriate range in accordance with the processing purpose.
この問題を解決するため、特許文献１には、リン酸水溶液を循環するラインに濃度計を設けてエッチング処理時のリン酸水溶液中のシリコン濃度を測定し、その測定値が所定値を超えたときにはリン酸水溶液を再生する再生ラインの流量を増量してシリコン濃度を低下させる技術が開示されている。この技術によれば、リン酸水溶液中のシリコン濃度を概ね適正範囲内として基板上に形成されたシリコン窒化膜のエッチングレートを一定にすることができる。
In order to solve this problem,
しかしながら、特許文献１に開示されるような循環ラインを流れるリン酸水溶液中のシリコン濃度をリアルタイムに測定することは難しく、正確なシリコン濃度の調整は困難であった。
However, it is difficult to measure the silicon concentration in the phosphoric acid aqueous solution flowing through the circulation line as disclosed in
また、特に、全液交換を行って浸漬処理槽にリン酸水溶液の新液を投入した直後はシリコン濃度が当然に低い。このため、製品となる基板を処理する前にシリコン濃度を適正範囲にすべく、シリコン窒化膜を形成した処理対象ではない基板のエッチング処理を行ってシリコン濃度を適正範囲内にまで高める方法（シーズニング）が行われている。しかし、シーズニングによるリン酸水溶液へのシリコンの溶解量は経験的に把握されており、正確に捉えられてはいなかった。また、シーズニング用の基板を用意しなければならず、処理コストの増加原因となっていた。さらには、シーズニングを行っているときには通常基板処理が行えず、この時間は装置のダウンタイムになるという問題もあった。特許文献１に開示されるような技術を用いたとしても、浸漬処理槽にリン酸水溶液の新液を投入した直後のシリコン濃度を直ちに上昇させることは難しく、シーズニングを行うことに起因した諸問題を十分に解決するには至っていない。
In particular, the silicon concentration is naturally low immediately after the entire solution is exchanged and a new solution of phosphoric acid aqueous solution is introduced into the immersion treatment tank. For this reason, in order to bring the silicon concentration to an appropriate range before processing the substrate as a product, a method for increasing the silicon concentration to within the appropriate range by performing an etching process on a substrate that is not a processing target on which a silicon nitride film is formed (seasoning). ) Is done. However, the amount of silicon dissolved in the aqueous phosphoric acid solution by seasoning has been empirically determined and has not been accurately captured. In addition, a seasoning substrate must be prepared, which causes an increase in processing costs. Furthermore, there is a problem that the substrate processing cannot be normally performed during seasoning, and this time is downtime of the apparatus. Even if the technique disclosed in
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、浸漬処理槽に所望のシリコン濃度のリン酸水溶液の供給することができる基板処理方法および基板処理装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said subject, and it aims at providing the substrate processing method and substrate processing apparatus which can supply the phosphoric acid aqueous solution of desired silicon concentration to an immersion treatment tank.
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、シリコン酸化膜およびシリコン窒化膜が形成された基板をリン酸水溶液中に浸漬してシリコン窒化膜のエッチング処理を行う基板処理方法において、リン酸水溶液中に前記基板を浸漬してシリコン窒化膜のエッチング処理を進行させる浸漬処理槽から排出された使用済みのリン酸水溶液を貯留タンクに貯留する貯留工程と、前記浸漬処理槽から排出された使用済みのリン酸水溶液を再生装置によって再生した再生リン酸を低シリコン濃度リン酸タンクに貯留する再生工程と、前記貯留タンクに貯留された使用済みのリン酸水溶液のシリコン濃度を測定する測定工程と、前記測定工程での測定結果に基づいて、前記貯留タンクに貯留された使用済みのリン酸水溶液と前記低シリコン濃度リン酸タンクに貯留された再生リン酸とを混合して所定のシリコン濃度のリン酸水溶液を調合する混合工程と、前記混合工程にて調合されたリン酸水溶液を前記浸漬処理槽に投入する投入工程と、を備えることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of
また、請求項２の発明は、シリコン酸化膜およびシリコン窒化膜が形成された基板をリン酸水溶液中に浸漬してシリコン窒化膜のエッチング処理を行う基板処理方法において、リン酸水溶液中に前記基板を浸漬してシリコン窒化膜のエッチング処理を進行させる浸漬処理槽から排出された使用済みのリン酸水溶液を貯留タンクに貯留する貯留工程と、前記貯留タンクに貯留された使用済みのリン酸水溶液のシリコン濃度を測定する測定工程と、前記測定工程での測定結果に基づいて、前記貯留タンクに貯留された使用済みのリン酸水溶液とリン酸新液または再生リン酸とを混合して所定のシリコン濃度のリン酸水溶液を調合する混合工程と、前記混合工程にて調合されたリン酸水溶液を前記浸漬処理槽に投入する投入工程と、を備え、前記貯留タンクは、前記基板の浸漬処理中に前記浸漬処理槽から排出されたリン酸水溶液が前記浸漬処理槽へと還流される循環ラインの経路外部に設置され、前記測定工程では、イオン選択性電極法によってリン酸水溶液のシリコン濃度を測定することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a substrate processing method for performing an etching process on a silicon nitride film by immersing a substrate on which a silicon oxide film and a silicon nitride film are formed in a phosphoric acid aqueous solution. A storage step of storing the used phosphoric acid aqueous solution discharged from the immersion treatment tank in which the silicon nitride film etching process is performed by immersing the silicon nitride film in the storage tank, and the used phosphoric acid aqueous solution stored in the storage tank Based on the measurement step for measuring the silicon concentration and the measurement result in the measurement step, the used phosphoric acid aqueous solution stored in the storage tank and the new phosphoric acid solution or the regenerated phosphoric acid are mixed to obtain a predetermined silicon comprising a mixing step of preparing the aqueous solution of phosphoric acid concentration, and adding step to inject phosphoric acid aqueous solution that has been formulated by the mixing step to the immersion treatment tank, the savings Tank, the phosphoric acid aqueous solution discharged from the immersion tank is disposed in the path external circulation line recirculated to the immersion treatment bath during immersion of the substrate, wherein the measuring step, ion-selective electrode method The silicon concentration of the phosphoric acid aqueous solution is measured by
また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明に係る基板処理方法において、前記混合工程は、前記浸漬処理槽の容量以上のリン酸水溶液を調合し、前記投入工程は、前記浸漬処理槽の全てのリン酸水溶液を交換するときに前記調合工程にて調合されたリン酸水溶液を前記浸漬処理槽に投入することを特徴とする。
Further, the invention of claim 3 is the substrate processing method according to
また、請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれかの発明に係る基板処理方法において、前記貯留工程は、前記浸漬処理槽の一部のリン酸水溶液を交換するときに前記浸漬処理槽から排出された使用済みのリン酸水溶液を前記貯留タンクに貯留することを特徴とする。
The invention of claim 4 is the substrate processing method according to any one of
また、請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれかの発明に係る基板処理方法において、前記混合工程は、前記貯留タンクから供給された使用済みのリン酸水溶液とリン酸新液または再生リン酸とを混合タンクにて混合することを特徴とする。
Further, the invention according to claim 5 is the substrate processing method according to any one of
また、請求項６の発明は、請求項１から請求項４のいずれかの発明に係る基板処理方法において、前記混合工程は、前記貯留タンクにて使用済みのリン酸水溶液とリン酸新液または再生リン酸とを混合することを特徴とする。
Further, the invention of claim 6 is the substrate processing method according to any one of
また、請求項７の発明は、シリコン酸化膜およびシリコン窒化膜が形成された基板をリン酸水溶液中に浸漬してシリコン窒化膜のエッチング処理を行う基板処理装置において、リン酸水溶液を貯留し、リン酸水溶液中に前記基板を浸漬してシリコン窒化膜のエッチング処理を進行させる浸漬処理槽と、前記浸漬処理槽から排出されたリン酸水溶液を再び前記浸漬処理槽に還流させる循環ラインと、前記循環ラインに連通接続され、かつ、前記循環ラインの経路外部に設置され、前記浸漬処理槽から排出された使用済みのリン酸水溶液を貯留する貯留タンクと、前記貯留タンクに貯留されたリン酸水溶液のシリコン濃度を測定する濃度測定器と、前記浸漬処理槽から排出された使用済みのリン酸水溶液を再生する再生装置と、前記再生装置によって再生した再生リン酸を貯留する低シリコン濃度リン酸タンクと、前記貯留タンクから供給された使用済みのリン酸水溶液と前記低シリコン濃度リン酸タンクから供給された再生リン酸とを混合する混合タンクと、前記濃度測定器の測定結果に基づいて、前記混合タンクにて所定のシリコン濃度のリン酸水溶液が調合されるように前記混合タンクに供給する使用済みのリン酸水溶液および再生リン酸の供給量を調整する制御手段と、前記混合タンクにて調合されたリン酸水溶液を前記浸漬処理槽に投入する投入ラインと、を備えることを特徴とする。 The invention of claim 7 is a substrate processing apparatus for performing an etching process on a silicon nitride film by immersing a substrate on which a silicon oxide film and a silicon nitride film are formed in a phosphoric acid aqueous solution, and storing the phosphoric acid aqueous solution, An immersion treatment tank for immersing the substrate in an aqueous phosphoric acid solution to advance an etching process of the silicon nitride film; a circulation line for returning the phosphoric acid aqueous solution discharged from the immersion treatment tank to the immersion treatment tank; and A storage tank that is connected to the circulation line and is installed outside the path of the circulation line and stores the used phosphoric acid aqueous solution discharged from the immersion treatment tank, and a phosphoric acid aqueous solution stored in the storage tank a concentration measuring device for measuring a silicon concentration of a reproducing apparatus for reproducing an aqueous phosphoric acid solution of spent discharged from the immersion treatment tank, to the reproduction apparatus A low silicon concentration phosphoric acid tank for storing reproduction phosphate reproduced Te, mixing for mixing the supplied reproduction phosphate from the low silicon concentration phosphoric acid tank and phosphoric acid aqueous solution of spent supplied from the reservoir tank a tank, on the basis of the measurement results of the concentration measuring device, the aqueous solution of phosphoric acid used in the supply to the mixing tank and playback as phosphoric acid aqueous solution of a predetermined concentration of silicon in the mixing tank is formulated Control means for adjusting the supply amount of phosphoric acid, and a charging line for charging a phosphoric acid aqueous solution prepared in the mixing tank into the immersion treatment tank.
また、請求項８の発明は、シリコン酸化膜およびシリコン窒化膜が形成された基板をリン酸水溶液中に浸漬してシリコン窒化膜のエッチング処理を行う基板処理装置であって、リン酸水溶液を貯留し、リン酸水溶液中に前記基板を浸漬してシリコン窒化膜のエッチング処理を進行させる浸漬処理槽と、前記浸漬処理槽から排出されたリン酸水溶液を再び前記浸漬処理槽に還流させる循環ラインと、前記循環ラインに連通接続され、かつ、前記循環ラインの経路外部に設置され、前記浸漬処理槽から排出された使用済みのリン酸水溶液を貯留する貯留タンクと、前記貯留タンクに貯留されたリン酸水溶液のシリコン濃度をイオン選択性電極法によって測定する濃度測定器と、前記貯留タンクから供給された使用済みのリン酸水溶液とリン酸新液または再生リン酸とを混合する混合タンクと、前記濃度測定器の測定結果に基づいて、前記混合タンクにて所定のシリコン濃度のリン酸水溶液が調合されるように前記混合タンクに供給する使用済みのリン酸水溶液およびリン酸新液または再生リン酸の供給量を調整する制御手段と、前記混合タンクにて調合されたリン酸水溶液を前記浸漬処理槽に投入する投入ラインと、を備えることを特徴とする。
また、請求項９の発明は、請求項７または請求項８の発明に係る基板処理装置において、前記混合タンクにて前記浸漬処理槽の容量以上のリン酸水溶液を調合するとともに、前記浸漬処理槽の全てのリン酸水溶液を交換するときに前記混合タンクにて調合されたリン酸水溶液を前記投入ラインから前記浸漬処理槽に投入することを特徴とする。
The invention of claim 8 is a substrate processing apparatus for performing an etching process of a silicon nitride film by immersing a substrate on which a silicon oxide film and a silicon nitride film are formed in a phosphoric acid aqueous solution, and storing the phosphoric acid aqueous solution. An immersion treatment tank for immersing the substrate in an aqueous phosphoric acid solution to advance the etching process of the silicon nitride film, and a circulation line for returning the aqueous phosphoric acid solution discharged from the immersion treatment tank to the immersion treatment tank again. A storage tank connected to the circulation line and installed outside the path of the circulation line for storing the used phosphoric acid aqueous solution discharged from the immersion treatment tank; and a phosphorus tank stored in the storage tank. Concentration measuring device for measuring silicon concentration of acid aqueous solution by ion-selective electrode method, used phosphoric acid aqueous solution and phosphoric acid new solution supplied from the storage tank Or a mixing tank for mixing regenerated phosphoric acid, and a supply to the mixing tank so that a phosphoric acid aqueous solution having a predetermined silicon concentration is prepared in the mixing tank based on the measurement result of the concentration measuring device A control means for adjusting the supply amount of the finished phosphoric acid aqueous solution and the phosphoric acid new solution or regenerated phosphoric acid, and a charging line for charging the phosphoric acid aqueous solution prepared in the mixing tank into the immersion treatment tank. It is characterized by.
The invention according to
また、請求項１０の発明は、シリコン酸化膜およびシリコン窒化膜が形成された基板をリン酸水溶液中に浸漬してシリコン窒化膜のエッチング処理を行う基板処理装置において、リン酸水溶液を貯留し、リン酸水溶液中に前記基板を浸漬してシリコン窒化膜のエッチング処理を進行させる浸漬処理槽と、前記浸漬処理槽から排出されたリン酸水溶液を再び前記浸漬処理槽に還流させる循環ラインと、前記循環ラインに連通接続され、かつ、前記循環ラインの経路外部に設置され、前記浸漬処理槽から排出された使用済みのリン酸水溶液を貯留する貯留タンクと、前記貯留タンクに貯留されたリン酸水溶液のシリコン濃度を測定する濃度測定器と、前記浸漬処理槽から排出された使用済みのリン酸水溶液を再生する再生装置と、前記再生装置によって再生した再生リン酸を貯留する低シリコン濃度リン酸タンクと、前記濃度測定器の測定結果に基づいて、前記貯留タンクにて所定のシリコン濃度のリン酸水溶液が調合されるように前記低シリコン濃度リン酸タンクから前記貯留タンクに供給する再生リン酸の供給量を調整する制御手段と、前記貯留タンクにて調合されたリン酸水溶液を前記浸漬処理槽に投入する投入ラインと、を備えることを特徴とする。
The invention of
また、請求項１１の発明は、シリコン酸化膜およびシリコン窒化膜が形成された基板をリン酸水溶液中に浸漬してシリコン窒化膜のエッチング処理を行う基板処理装置において、リン酸水溶液を貯留し、リン酸水溶液中に前記基板を浸漬してシリコン窒化膜のエッチング処理を進行させる浸漬処理槽と、前記浸漬処理槽から排出されたリン酸水溶液を再び前記浸漬処理槽に還流させる循環ラインと、前記循環ラインに連通接続され、かつ、前記循環ラインの経路外部に設置され、前記浸漬処理槽から排出された使用済みのリン酸水溶液を貯留する貯留タンクと、前記貯留タンクに貯留されたリン酸水溶液のシリコン濃度をイオン選択性電極法によって測定する濃度測定器と、前記濃度測定器の測定結果に基づいて、前記貯留タンクにて所定のシリコン濃度のリン酸水溶液が調合されるように前記貯留タンクに供給するリン酸新液または再生リン酸の供給量を調整する制御手段と、前記貯留タンクにて調合されたリン酸水溶液を前記浸漬処理槽に投入する投入ラインと、を備えることを特徴とする。
また、請求項１２の発明は、請求項１０または請求項１１の発明に係る基板処理装置において、前記貯留タンクにて前記浸漬処理槽の容量以上のリン酸水溶液を調合するとともに、前記浸漬処理槽の全てのリン酸水溶液を交換するときに前記貯留タンクにて調合されたリン酸水溶液を前記投入ラインから前記浸漬処理槽に投入することを特徴とする。
The invention of
The invention of
請求項１から請求項６の発明によれば、浸漬処理槽から排出された使用済みのリン酸水溶液を貯留タンクに貯留してシリコン濃度を測定し、その使用済みのリン酸水溶液とリン酸新液または再生リン酸とを混合して所定のシリコン濃度のリン酸水溶液を調合して浸漬処理槽に投入するため、一旦貯留タンクに貯留された使用済みのリン酸水溶液のシリコン濃度を測定することによって確実な濃度測定を行うことができ、正確に所望のシリコン濃度に調合したリン酸水溶液を浸漬処理槽に供給することができる。 According to the first to sixth aspects of the present invention, the used phosphoric acid aqueous solution discharged from the immersion treatment tank is stored in the storage tank, the silicon concentration is measured, and the used phosphoric acid aqueous solution and phosphoric acid To measure the silicon concentration of the used phosphoric acid aqueous solution once stored in the storage tank in order to prepare a phosphoric acid aqueous solution with a predetermined silicon concentration by mixing the solution or regenerated phosphoric acid and putting it into the immersion treatment tank Thus, reliable concentration measurement can be performed, and an aqueous phosphoric acid solution prepared to a desired silicon concentration can be accurately supplied to the immersion treatment tank.
特に、請求項２の発明によれば、貯留タンクは、基板の浸漬処理中に浸漬処理槽から排出されたリン酸水溶液が浸漬処理槽へと還流される循環ラインの経路外部に設置されるため、濃度測定に長時間を要したとしても、浸漬処理槽での処理に影響を与えることなく、確実かつ正確にシリコン濃度の測定を行うことができる。 In particular, according to the invention of claim 2, the storage tank is installed outside the path of the circulation line through which the phosphoric acid aqueous solution discharged from the immersion treatment tank is returned to the immersion treatment tank during the substrate immersion treatment. Even if the concentration measurement takes a long time, the silicon concentration can be measured reliably and accurately without affecting the treatment in the immersion treatment tank.
また、請求項７から請求項９の発明によれば、浸漬処理槽から排出された使用済みのリン酸水溶液を貯留タンクに貯留してシリコン濃度を測定し、その使用済みのリン酸水溶液とリン酸新液または再生リン酸とを混合タンクにて混合して所定のシリコン濃度のリン酸水溶液を調合して浸漬処理槽に投入するため、一旦貯留タンクに貯留された使用済みのリン酸水溶液のシリコン濃度を測定することによって確実な濃度測定を行うことができ、正確に所望のシリコン濃度に調合したリン酸水溶液を浸漬処理槽に供給することができる。 Further, according to the inventions of claims 7 to 9 , the used phosphoric acid aqueous solution discharged from the immersion treatment tank is stored in a storage tank, the silicon concentration is measured, and the used phosphoric acid aqueous solution and phosphorus In order to prepare a phosphoric acid aqueous solution with a predetermined silicon concentration by mixing it with a new acid solution or regenerated phosphoric acid in a mixing tank and putting it into the immersion treatment tank, the used phosphoric acid aqueous solution once stored in the storage tank By measuring the silicon concentration, reliable concentration measurement can be performed, and an aqueous phosphoric acid solution prepared accurately at a desired silicon concentration can be supplied to the immersion treatment tank.
また、請求項１０から請求項１２の発明によれば、浸漬処理槽から排出された使用済みのリン酸水溶液を貯留タンクに貯留してシリコン濃度を測定し、その使用済みのリン酸水溶液とリン酸新液または再生リン酸とを当該貯留タンクにて混合して所定のシリコン濃度のリン酸水溶液を調合して浸漬処理槽に投入するため、一旦貯留タンクに貯留された使用済みのリン酸水溶液のシリコン濃度を測定することによって確実な濃度測定を行うことができ、正確に所望のシリコン濃度に調合したリン酸水溶液を浸漬処理槽に供給することができる。
According to the invention of
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
＜第１実施形態＞
図１は、本発明に係る基板処理装置の全体概略構成を示す図である。この基板処理装置１は、シリコン酸化膜およびシリコン窒化膜が形成された基板Ｗをリン酸水溶液中に浸漬させてシリコン窒化膜の選択的なエッチング処理を行うウェットエッチング処理装置である。基板処理装置１は、リン酸水溶液を貯留してエッチング処理を進行させる浸漬処理槽１０と、リン酸水溶液を浸漬処理槽１０に循環させる循環ライン２０と、浸漬処理槽１０から排出された使用済みのリン酸水溶液を貯留する貯留タンク３０と、再生リン酸水溶液を貯留する低シリコン濃度リン酸タンク４０と、使用済みのリン酸水溶液と再生リン酸とを混合するための混合タンク５０と、を備える。また、基板処理装置１は、各機構部を制御して装置全体を管理する制御部９０を備える。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing an overall schematic configuration of a substrate processing apparatus according to the present invention. The
浸漬処理槽１０は、エッチング液としてリン酸水溶液を貯留し、リン酸水溶液中に基板Ｗを浸漬させる内槽１１および内槽１１の上部からオーバーフローしたリン酸水溶液を回収する外槽１２によって構成される二重槽構造を有している。内槽１１は、リン酸水溶液に対する耐食性に優れた石英またはフッ素樹脂材料にて形成された平面視矩形の箱形形状部材である。外槽１２は、内槽１１と同様の材料にて形成されており、内槽１１の外周上端部を囲繞するように設けられている。
The
また、浸漬処理槽１０に貯留されたリン酸水溶液に基板Ｗを浸漬させるためのリフター１３が設けられている。リフター１３は、起立姿勢（基板主面の法線が水平方向に沿う姿勢）にて相互に平行に配列された複数（例えば５０枚）の基板Ｗを３本の保持棒によって一括して保持する。リフター１３は、図示を省略する昇降機構によって鉛直方向に沿って昇降可能に設けられており、保持する複数枚の基板Ｗ（ロット）を内槽１１内のリン酸水溶液中に浸漬する処理位置（図１の位置）とリン酸水溶液から引き上げた受渡位置との間で昇降させる。
Further, a
循環ライン２０は、浸漬処理槽１０から排出されたリン酸水溶液を濾過・加熱して再び浸漬処理槽１０に圧送還流させる配管経路であり、具体的には浸漬処理槽１０の外槽１２の底部と内槽１１の底部とを流路接続して構成されている。循環ライン２０の経路途中には、上流側から順に循環ポンプ２１、循環バルブ２３およびフィルター２２が設けられている。循環ポンプ２１は、循環ライン２０を介して外槽１２から汲み出したリン酸水溶液を内槽１１に圧送する。フィルター２２は、循環ライン２０を流れるリン酸水溶液中の異物を取り除くための濾過フィルターである。循環バルブ２３は、循環ライン２０の流路を開閉する。
The
また、循環ライン２０には、循環バルブ２３よりも下流であってフィルター２２よりも上流にヒータ２４が付設されている。ヒータ２４は、循環ライン２０を流れるリン酸水溶液を所定の処理温度（本実施形態では約１６０℃）にまで再加熱する。なお、浸漬処理槽１０にも図示省略のヒータが設けられており、浸漬処理槽１０に貯留されているリン酸水溶液も所定の処理温度を維持するように加熱されている。
In addition, a
循環ライン２０の経路途中であって循環ポンプ２１と循環バルブ２３との間からは別配管が分岐され、その配管はさらに排液ライン２８と再生ライン２９とに分岐される。排液ライン２８は貯留タンク３０に接続されている。排液ライン２８には排液バルブ３１が介挿されている。排液バルブ３１は排液ライン２８を開閉する。また、貯留タンク３０は、浸漬処理槽１０にて基板Ｗのエッチング処理に使用されたリン酸水溶液を貯留する。図１に示すように、貯留タンク３０は、循環ライン２０に連通接続され、かつ、循環ライン２０の経路外部に設置されている。
A separate pipe is branched from the
再生ライン２９は低シリコン濃度リン酸タンク４０に接続されている。再生ライン２９には再生バルブ４１および再生装置４５が介挿されている。再生装置４５は、再生ライン２９を流れるリン酸水溶液中に含まれるシリコンおよびシリコン化合物を強制的に回収してリン酸水溶液を再生する。リン酸水溶液の再生とは、リン酸水溶液中のシリコン成分を除去してシリコン濃度を新液と同レベルにまで低下させることである。このような再生装置４５としては、例えばリン酸水溶液中に含まれるシリコンを溶媒抽出法によって有機溶媒中に抽出し、その有機層とリン酸水溶液とを遠心分離機によって分離する装置やリン酸水溶液を冷却してケイ素酸化物を含む不純物を強制的に析出させて回収する装置などを使用することができる。再生バルブ４１は再生ライン２９を開閉する。
The
第１実施形態においては、貯留タンク３０とは別に混合タンク５０が設けられている。貯留タンク３０と混合タンク５０とは高シリコン濃度リン酸供給ライン３５によって連通接続されている。制御部９０の制御により、貯留タンク３０から一定量の使用済みリン酸水溶液が混合タンク５０に供給される。このような一定量のリン酸水溶液を混合タンク５０に供給する機構としては、公知の種々のものを採用することができる。例えば、高シリコン濃度リン酸供給ライン３５にマスフローコントローラを設け、制御部９０の制御により所定流量のリン酸水溶液を一定時間流すようにすれば良い。或いは、高シリコン濃度リン酸供給ライン３５の終端に重量計測機能が付いた秤量槽を設け、その秤量槽に所定の重量のリン酸水溶液を貯留してから混合タンク５０に投入するようにしても良い。
In the first embodiment, a mixing
低シリコン濃度リン酸タンク４０には、再生装置４５によって再生されたリン酸水溶液、つまりシリコン濃度が新液と同レベルにまで低下したリン酸水溶液が貯留される。低シリコン濃度リン酸タンク４０と混合タンク５０とは低シリコン濃度リン酸供給ライン４７によって連通接続されている。制御部９０の制御により、低シリコン濃度リン酸タンク４０から一定量の再生リン酸水溶液が混合タンク５０に供給される。このような一定量の再生リン酸水溶液を混合タンク５０に供給する機構としては、上記と同様に公知の種々のものを採用することができる。
The low silicon concentration
また、低シリコン濃度リン酸タンク４０には補充ライン４９が接続されている。補充ライン４９には補充バルブ４８が設けられている。補充バルブ４８は補充ライン４９の流路を開閉する。図示省略の送給ポンプを作動させつつ補充バルブ４８を開放すると低シリコン濃度リン酸タンク４０から浸漬処理槽１０に再生リン酸水溶液が供給される。
A
混合タンク５０においては、貯留タンク３０から供給された使用済みのリン酸水溶液と低シリコン濃度リン酸タンク４０から供給された再生リン酸水溶液とが混合されて、所定のシリコン濃度のリン酸水溶液が調合される。混合タンク５０には、投入ライン５１が接続されている。投入ライン５１には投入バルブ５２が設けられている。投入バルブ５２は投入ライン５１の流路を開閉する。図示省略の送給ポンプを作動させつつ投入バルブ５２を開放すると混合タンク５０から浸漬処理槽１０に調合済みのリン酸水溶液が供給される。
In the
また、基板処理装置１には、濃度モニター６０が設けられている。濃度モニター６０は、イオン選択性電極法（ISE:Ion Selective Electrode）を用いた電気化学的測定手法によってリン酸水溶液中のシリコン濃度を測定する機器である。イオン選択性電極法を用いた濃度モニター６０は、測定に数分を要するもののリン酸水溶液中のシリコン濃度を正確に測定することができる。濃度モニター６０は、貯留タンク３０、混合タンク５０および低シリコン濃度リン酸タンク４０のそれぞれに接続されており、各タンク内のリン酸水溶液中のシリコン濃度を測定する。なお、濃度モニター６０は、貯留タンク３０、混合タンク５０および低シリコン濃度リン酸タンク４０に共通で１つ設けられていても良いし、これらに個別に１つずつ設けられていても良い。
The
基板処理装置１に設けられた制御部９０のハードウェアとしての構成は一般的なコンピュータと同様である。すなわち、制御部９０は、各種演算処理を行うＣＰＵ、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるＲＯＭ、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるＲＡＭおよび制御用ソフトウェアやデータなどを記憶しておく磁気ディスクなどを備えて構成される。制御部９０のＣＰＵが所定の処理プログラムを実行することによって、基板処理装置１の各動作機構が制御部９０に制御され、基板処理装置１における処理が進行する。
The configuration of the
次に、上記の構成を有する基板処理装置１における処理動作について説明する。図２は、基板処理装置１における処理動作の手順を示すフローチャートである。本実施形態においては、シリコン酸化膜およびシリコン窒化膜が形成された基板Ｗをリン酸水溶液中に浸漬してシリコン窒化膜の選択的なエッチング処理を行う。以下に示す処理手順は、制御部９０が基板処理装置１の各動作機構を制御することによって進行される。
Next, a processing operation in the
まず、基板処理装置１にて基板Ｗのエッチング処理を行うときには、循環ライン２０によるリン酸水溶液の液循環が行われている。このときには、排液バルブ３１および再生バルブ４１を閉止しつつ循環バルブ２３を開放するとともに、循環ポンプ２１を作動させる。循環ポンプ２１は常時一定流量にてリン酸水溶液を圧送する。循環ライン２０によって浸漬処理槽１０に還流されたリン酸水溶液は内槽１１の底部から供給される。これによって、内槽１１の内部には底部から上方へと向かうリン酸水溶液のアップフローが生じる。底部から供給されたリン酸水溶液はやがて内槽１１の上端部から溢れ出て外槽１２に流入する。外槽１２に流れ込んだリン酸水溶液は循環ライン２０を介して循環ポンプ２１に回収され、再び浸漬処理槽１０に圧送還流されるという循環プロセスが継続して行われる。循環ライン２０による還流の過程において、リン酸水溶液中に混在している異物はフィルター２２によって取り除かれる。また、還流されるリン酸水溶液はヒータ２４によって所定の処理温度（約１６０℃）にまで加熱される。
First, when the
このような循環ライン２０によるリン酸水溶液の循環プロセスを実行しつつ、受渡位置にて複数の基板Ｗからなるロットを受け取ったリフター１３が処理位置にまで降下して内槽１１内に貯留されたリン酸水溶液中に基板Ｗを浸漬させる。これにより、基板Ｗ上に形成されているシリコン酸化膜およびシリコン窒化膜のうちシリコン窒化膜の選択的エッチング処理が進行し、該シリコン窒化膜が徐々に腐食される。このときに、微量ではあるがシリコン酸化膜も腐食される。所定時間のエッチング処理が終了した後、リフター１３が再び受渡位置にまで上昇して基板Ｗをリン酸水溶液から引き上げる。その後、新たなロットが再びリフター１３によって内槽１１内のリン酸水溶液中に浸漬されてエッチング処理が繰り返される。基板処理装置１においてリン酸水溶液によるエッチング処理を行っている間は、排液バルブ３１および再生バルブ４１は閉止されており、循環ライン２０を循環中のリン酸水溶液が貯留タンク３０および再生ライン２９に流入することはない。
While performing the circulation process of the phosphoric acid aqueous solution by the
エッチング処理を重ねるにつれてシリコン化合物の溶解量が増えてリン酸水溶液中のシリコン濃度が次第に上昇する。リン酸水溶液中のシリコン濃度が上昇するにつれて、シリコン窒化膜のエッチングレートが低下する。そして、リン酸水溶液中のシリコン濃度が飽和濃度を超えると、目標のエッチング量が得られなくなるのみならず、ケイ素酸化物を含む不純物が析出して基板Ｗや浸漬処理槽１０に付着したりフィルター２２を目詰まりさせるという問題も生じる。
As the etching process is repeated, the amount of silicon compound dissolved increases and the silicon concentration in the phosphoric acid aqueous solution gradually increases. As the silicon concentration in the phosphoric acid aqueous solution increases, the etching rate of the silicon nitride film decreases. When the silicon concentration in the phosphoric acid aqueous solution exceeds the saturation concentration, not only the target etching amount cannot be obtained, but also impurities including silicon oxide are deposited and adhered to the substrate W or the
このため、所定のタイミングにてリン酸水溶液の一部を交換する部分液交換を実行する（ステップＳ１１）。部分液交換を行うときには、排液バルブ３１を開き、排液ライン２８の流路を開放する。これにより、循環ライン２０を流れるリン酸水溶液の一部が排液ライン２８に流入して貯留タンク３０に送給される。このとき、循環バルブ２３は一時的に閉止するようにしても良いし、開放状態のままであっても良い。
For this reason, partial liquid exchange which replaces a part of phosphoric acid aqueous solution at a predetermined timing is executed (step S11). When partial liquid replacement is performed, the
また、循環ライン２０を流れるリン酸水溶液の一部を貯留タンク３０に排出するとともに、補充ライン４９の補充バルブ４８を開放し、その排出量と等量の再生リン酸水溶液を低シリコン濃度リン酸タンク４０から浸漬処理槽１０に補充する。再生リン酸水溶液中のシリコン濃度は新液と同レベルにまで低い。すなわち、エッチング処理によってシリコン濃度が上昇したリン酸水溶液の一部を排出するとともに、それと等量のシリコン濃度の低い再生リン酸水溶液を補充しているのである。この部分液交換によって、浸漬処理槽１０から循環ライン２０を循環するリン酸水溶液のシリコン濃度が低下し、シリコン窒化膜のエッチングレートが回復する。部分液交換は、例えば１時間に１回程度行うようにすれば良いが、所定枚数の基板Ｗを処理する毎に行うようにしても良い。なお、補充ライン４９からは浸漬処理槽１０の外槽１２に再生リン酸水溶液を供給しているが、これは内槽１１にシリコン濃度の低いリン酸水溶液を直接供給するよりも外槽１２に供給して一旦循環ライン２０を経由させてから内槽１１に供給する方が、内槽１１内のシリコン濃度の変化および分布が安定するためである。
In addition, a part of the phosphoric acid aqueous solution flowing through the
部分液交換によって浸漬処理槽１０および循環ライン２０から排出された使用済みのリン酸水溶液は貯留タンク３０に貯留される（ステップＳ１２）。そして、部分液交換が実行されて貯留タンク３０内の液量が変化（増加）するタイミングにて、貯留タンク３０に貯留されているリン酸水溶液のシリコン濃度が測定される（ステップＳ１３）。シリコン濃度の測定は濃度モニター６０によって行われる。濃度モニター６０は、貯留タンク３０に貯留されているリン酸水溶液のシリコン濃度をイオン選択性電極法によって測定する。なお、イオン選択性電極法では、測定時にリン酸水溶液に試薬を添加するため、サンプリングしたリン酸水溶液は測定後に廃棄する。
The used phosphoric acid aqueous solution discharged from the
濃度モニター６０による測定結果は制御部９０に伝達される。イオン選択性電極法を用いたシリコン濃度の測定には数分程度を要するが、部分液交換を実行する間隔よりは十分に短いため、次回の部分液交換までに確実かつ正確に貯留タンク３０のシリコン濃度を測定することができる。なお、貯留タンク３０内の液量の変化は、貯留タンク３０に図示省略の重量計またはレベルセンサを設けておき、それによって検知すれば良い。また、部分液交換が行われる毎に貯留タンク３０のシリコン濃度を測定するのは、部分液交換時に浸漬処理槽１０および循環ライン２０から排出されるリン酸水溶液におけるシリコン濃度が必ずしも一定ではないからである。
The measurement result by the density monitor 60 is transmitted to the
次に、ステップＳ１４に進み、使用済みのリン酸水溶液と再生リン酸水溶液との調合を実行するか否かが制御部９０によって判断される。この判断は、例えば、次回の全液交換の時期や貯留タンク３０に貯留された使用済みのリン酸水溶液の液量などに基づいて行われる。すなわち、予定されている次回の全液交換までの時間が所定値以下となったとき、或いは貯留タンク３０に貯留されたリン酸水溶液の液量が所定値以上となったときに、リン酸水溶液の調合が決定される。調合を行わない場合には、ステップＳ１１に戻り、部分液交換に伴うステップＳ１１からステップＳ１３までの処理が繰り返される。
Next, it progresses to step S14 and the
制御部９０による判断の結果、リン酸水溶液の調合を行う場合にはステップＳ１５に進み、使用済みのリン酸水溶液と再生リン酸水溶液との混合が混合タンク５０にて行われる。このときには、制御部９０の制御により、貯留タンク３０から一定量の使用済みリン酸水溶液を混合タンク５０に投入するとともに、低シリコン濃度リン酸タンク４０から一定量の再生リン酸水溶液を混合タンク５０に投入する。
As a result of the determination by the
低シリコン濃度リン酸タンク４０には、相当量の再生されたリン酸水溶液が貯留されている。既述のように、再生リン酸水溶液中のシリコン濃度は新液と同程度に低く（濃度モニター６０の検出限界以下）、本実施形態では０ppmとみなす。なお、低シリコン濃度リン酸タンク４０に再生リン酸水溶液を補充するタイミングとしては、部分液交換のときなど適宜に設定することができる。具体的には、例えばステップＳ１１の部分液交換のときに、排液バルブ３１とともに再生バルブ４１も開放し、浸漬処理槽１０および循環ライン２０から排出されるリン酸水溶液の一部を再生ライン２９から再生装置４５に供給する。そして、再生装置４５にてシリコン成分が除去された再生リン酸水溶液が低シリコン濃度リン酸タンク４０に貯留される。確認のために、低シリコン濃度リン酸タンク４０に貯留されたリン酸水溶液のシリコン濃度を濃度モニター６０によって測定するようにしても良い。
In the low silicon concentration
貯留タンク３０に貯留されたシリコン濃度の高いリン酸水溶液と低シリコン濃度リン酸タンク４０に貯留されたシリコン濃度の低いリン酸水溶液とが混合タンク５０に投入されて混合されることによって、使用済みの高シリコン濃度のリン酸水溶液が希釈されて所定のシリコン濃度のリン酸水溶液が調合される。ここで、貯留タンク３０から混合タンク５０に投入するリン酸水溶液の液量をＬ１とし、そのリン酸水溶液のシリコン濃度をＣ１とする。このシリコン濃度Ｃ１はステップＳ１３にて測定された結果である。一方、低シリコン濃度リン酸タンク４０から混合タンク５０に投入するリン酸水溶液の液量をＬ２とすると、混合タンク５０での調合によって得られるリン酸水溶液のシリコン濃度Ｃｘは次の式（１）によって求められる。
The phosphoric acid aqueous solution with a high silicon concentration stored in the
制御部９０は、式（１）から算定される調合後のリン酸水溶液のシリコン濃度Ｃｘが基板Ｗのエッチング処理に適正な範囲内に収まるように、貯留タンク３０から投入するリン酸水溶液の液量Ｌ１、および、低シリコン濃度リン酸タンク４０から投入するリン酸水溶液の液量Ｌ２を決定する。また、液量Ｌ１と液量Ｌ２との合計が浸漬処理槽１０および循環ライン２０の全容量以上となるように液量Ｌ１および液量Ｌ２を決定する。基板Ｗのエッチング処理に適正なシリコン濃度の範囲とは、シリコン窒化膜のエッチングレートが低下しない値以下であって、かつ、シリコン酸化膜のエッチングレートが高くなってシリコン窒化膜に対するエッチング選択比が低下しない値以上である。そして、式（１）に基づいて制御部９０によって算定された液量Ｌ１の使用済みリン酸水溶液が貯留タンク３０から混合タンク５０に投入される。同様に、式（１）に基づいて算定された液量Ｌ２の再生リン酸水溶液が低シリコン濃度リン酸タンク４０から混合タンク５０に投入される。
混合タンク５０に投入された使用済みのリン酸水溶液と再生リン酸水溶液とが混合されてシリコン濃度Ｃｘのリン酸水溶液が調合される。また、混合によって得られたリン酸水溶液の液量（液量Ｌ１＋液量Ｌ２）は浸漬処理槽１０および循環ライン２０の全容量以上である。調合を確実にしてシリコン濃度を均一にするために、混合タンク５０に攪拌機を設け、それによって混合時に混合タンク５０内のリン酸水溶液を攪拌するようにしても良い。
次に、混合タンク５０に貯留されている調合済みのリン酸水溶液のシリコン濃度が測定される（ステップＳ１６）。シリコン濃度の測定は濃度モニター６０によって行われる。濃度モニター６０による測定結果は制御部９０に伝達される。そして、ステップＳ１７に進み、濃度モニター６０による実際の測定結果が基板Ｗのエッチング処理に適正なシリコン濃度の範囲内に収まっているか否かが制御部９０によって判定される。
Next, the silicon concentration of the prepared phosphoric acid aqueous solution stored in the
調合済みリン酸水溶液のシリコン濃度が適正範囲から外れている場合には、ステップＳ１５に戻り、シリコン濃度の再調整が行われる。具体的には、シリコン濃度の実測値が適正範囲よりも大きい場合には、追加で再生リン酸水溶液を混合タンク５０に投入する。逆に、シリコン濃度の実測値が適正範囲よりも小さい場合には、追加で使用済みのリン酸水溶液を混合タンク５０に投入する。そして、混合タンク５０に貯留されているリン酸水溶液のシリコン濃度の実測値が適正範囲内に収まるまでステップＳ１５からステップＳ１７の処理が繰り返される。
When the silicon concentration of the prepared phosphoric acid aqueous solution is out of the appropriate range, the process returns to step S15 and the silicon concentration is readjusted. Specifically, when the measured value of the silicon concentration is larger than the appropriate range, an additional regenerated phosphoric acid aqueous solution is added to the
一方、調合済みリン酸水溶液のシリコン濃度が適正範囲内に収まっている場合には、浸漬処理槽１０の全液交換のときに、混合タンク５０内の調合済みリン酸水溶液を投入する（ステップＳ１８）。全液交換を行うときには、浸漬処理槽１０から循環ライン２０を循環するリン酸水溶液の全量が循環ライン２０に繋がる図示省略の排液ドレインに排出される。なお、全液交換のときには、排出された使用済みのリン酸水溶液を貯留タンク３０に供給しない。これは、通常、全液交換は複数回の部分交換を経た後に実行されるものであり、その全液交換を実行するときのリン酸水溶液にはシリコン以外の他の不純物も含まれていて再供給に適さないおそれがあるためである。もっとも、そのような不純物の濃度が許容限以下であるならば、部分液交換時と同様に、全液交換のときに排出された使用済みのリン酸水溶液を貯留タンク３０に貯留して再利用するようにしても良い。
On the other hand, when the silicon concentration of the prepared phosphoric acid aqueous solution is within the appropriate range, the prepared phosphoric acid aqueous solution in the
全量のリン酸水溶液が排出された後、投入ライン５１の投入バルブ５２を開放し、浸漬処理槽１０に対して混合タンク５０から調合済みリン酸水溶液を投入する。この調合済みリン酸水溶液のシリコン濃度は基板Ｗのエッチング処理に適正な範囲内のものである。よって、全液交換の実行後、直ちに循環ライン２０によるリン酸水溶液の液循環を再開し、短時間のうちに新たな基板Ｗのエッチング処理を行うことができる。
After the entire amount of the phosphoric acid aqueous solution is discharged, the charging
第１実施形態においては、浸漬処理槽１０から排出された使用済みの高シリコン濃度のリン酸水溶液を一旦貯留タンク３０に貯留し、その使用済みのリン酸水溶液と低シリコン濃度の再生リン酸水溶液とを混合タンク５０にて混合してシリコン濃度が適正範囲内のリン酸水溶液を調合している。そして、全液交換時に混合タンク５０から調合済みリン酸水溶液を浸漬処理槽１０に投入している。
In the first embodiment, the used high-silicon concentration phosphoric acid aqueous solution discharged from the
循環ライン２０を流れるリン酸水溶液ではなく、貯留タンク３０および混合タンク５０に貯留されている状態のリン酸水溶液であれば、濃度モニター６０によって確実にシリコン濃度を測定することができる。このため、混合タンク５０内にて正確に所望のシリコン濃度のリン酸水溶液を調合し、その調合済みリン酸水溶液を浸漬処理槽１０に供給することができる。
If the phosphoric acid aqueous solution is stored in the
特に、貯留タンク３０および混合タンク５０は循環ライン２０の経路外部に設置されているため、測定に数分を要するイオン選択性電極法を用いた濃度モニター６０であっても浸漬処理槽１０での処理に影響を与えることなく、確実かつ正確に貯留タンク３０および混合タンク５０に貯留されたリン酸水溶液のシリコン濃度を測定することができる。
In particular, since the
また、第１実施形態においては、混合タンク５０にてリン酸水溶液のシリコン濃度が基板Ｗのエッチング処理に適正な範囲内に正確に調合され、そのリン酸水溶液が全液交換時に浸漬処理槽１０に投入される。このため、従来必須であったシーズニング（シリコン窒化膜を形成した処理対象ではない基板のエッチング処理を行ってシリコン濃度を適正範囲内にまで高める処理）が不要となり、全液交換後に迅速に新しい基板Ｗのエッチング処理を行うことができる。その結果、シーズニング用の基板も不要となって処理コストを削減することが可能となる。さらには、シーズニングのための基板処理装置１のダウンタイムも解消される。
Moreover, in 1st Embodiment, the silicon concentration of phosphoric acid aqueous solution is correctly prepared in the
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図３は、第２実施形態の基板処理装置１ａの全体概略構成を示す図である。図３において、図１と同一の要素については同一の符号を付している。第２実施形態の基板処理装置１ａも、シリコン酸化膜およびシリコン窒化膜が形成された基板Ｗをリン酸水溶液中に浸漬させてシリコン窒化膜の選択的なエッチング処理を行うウェットエッチング処理装置である。基板処理装置１ａは、リン酸水溶液を貯留してエッチング処理を進行させる浸漬処理槽１０と、リン酸水溶液を浸漬処理槽１０に循環させる循環ライン２０と、浸漬処理槽１０から排出された使用済みのリン酸水溶液を貯留して再生リン酸との混合を行うための貯留タンク１３０と、再生リン酸を貯留する低シリコン濃度リン酸タンク４０と、を備える。また、基板処理装置１ａは、各機構部を制御して装置全体を管理する制御部９０を備える。第１実施形態との相違点は、第２実施形態の基板処理装置１ａは再生リン酸と使用済みのリン酸水溶液との混合を行うための専用の混合タンクを備えていない点である。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a diagram showing an overall schematic configuration of the
浸漬処理槽１０および循環ライン２０の構成は第１実施形態と同じである。そして、循環ライン２０の経路途中からは別配管が分岐され、その配管はさらに貯留タンク１３０に接続される排液ライン２８と低シリコン濃度リン酸タンク４０に接続される再生ライン２９とに分岐される。排液ライン２８には排液バルブ３１が介挿されている。また、再生ライン２９には再生バルブ４１および再生装置４５が介挿されている。再生装置４５は、再生ライン２９を流れるリン酸水溶液中に含まれるシリコンおよびシリコン化合物を強制的に回収してリン酸水溶液を再生する。
The configurations of the
第１実施形態と同様に、貯留タンク１３０は、浸漬処理槽１０にて基板Ｗのエッチング処理に使用されたリン酸水溶液を貯留する。また、貯留タンク１３０は、循環ライン２０に連通接続され、かつ、循環ライン２０の経路外部に設置されている。
Similar to the first embodiment, the
第２実施形態においては、貯留タンク１３０にて使用済みのリン酸水溶液と再生リン酸水溶液との混合が行われる。すなわち、貯留タンク１３０が第１実施形態の混合タンク５０の役割をも兼ねており、低シリコン濃度リン酸タンク４０と貯留タンク１３０とが直接に低シリコン濃度リン酸供給ライン４７によって連通接続されている。制御部９０の制御により、低シリコン濃度リン酸タンク４０から低シリコン濃度リン酸供給ライン４７を介して一定量の再生リン酸水溶液が貯留タンク１３０に供給される。低シリコン濃度リン酸タンク４０には補充ライン４９が接続され、その補充ライン４９には補充バルブ４８が設けられている。
In the second embodiment, the used phosphoric acid aqueous solution and the regenerated phosphoric acid aqueous solution are mixed in the
第２実施形態の貯留タンク１３０においては、浸漬処理槽１０から排出された使用済みのリン酸水溶液と低シリコン濃度リン酸タンク４０から供給された再生リン酸水溶液とが混合されて、所定のシリコン濃度のリン酸水溶液が調合される。貯留タンク１３０には、投入ライン５１が接続され、その投入ライン５１には投入バルブ５２が設けられている。投入バルブ５２は投入ライン５１の流路を開閉する。図示省略の送給ポンプを作動させつつ投入バルブ５２を開放すると貯留タンク１３０から浸漬処理槽１０に調合済みのリン酸水溶液が供給される。
In the
また、貯留タンク１３０および低シリコン濃度リン酸タンク４０には、イオン選択性電極法を用いてリン酸水溶液中のシリコン濃度を測定する濃度モニター６０が接続されている。基板処理装置１に設けられた制御部９０は、第１実施形態と同様のものである。
The
次に、第２実施形態の基板処理装置１ａにおける処理動作について説明する。図４は、基板処理装置１ａにおける処理動作の手順を示すフローチャートである。第２実施形態においても、シリコン酸化膜およびシリコン窒化膜が形成された基板Ｗをリン酸水溶液中に浸漬してシリコン窒化膜の選択的なエッチング処理を行う。以下に示す処理手順は、制御部９０が基板処理装置１ａの各動作機構を制御することによって進行される。
Next, the processing operation in the
図４のステップＳ２１〜ステップＳ２４の処理は、図２のステップＳ１１〜ステップＳ１４の処理と同じである。すなわち、エッチング処理を重ねるにつれてリン酸水溶液中のシリコン濃度が次第に上昇するため、所定のタイミングにてリン酸水溶液の部分液交換を実行する（ステップＳ２１）。部分液交換を行うときには、排液バルブ３１を開き、排液ライン２８の流路を開放する。これにより、循環ライン２０を流れるリン酸水溶液の一部が排液ライン２８に流入して貯留タンク１３０に送給される。また、循環ライン２０を流れるリン酸水溶液の一部を貯留タンク１３０に排出するとともに、補充ライン４９の補充バルブ４８を開放し、その排出量と等量の再生リン酸水溶液を低シリコン濃度リン酸タンク４０から浸漬処理槽１０に補充する。
The processing in steps S21 to S24 in FIG. 4 is the same as the processing in steps S11 to S14 in FIG. That is, since the silicon concentration in the phosphoric acid aqueous solution gradually increases as the etching process is repeated, the partial liquid exchange of the phosphoric acid aqueous solution is executed at a predetermined timing (step S21). When partial liquid replacement is performed, the
部分液交換によって浸漬処理槽１０および循環ライン２０から排出された使用済みのリン酸水溶液は貯留タンク１３０に貯留される（ステップＳ２２）。そして、部分液交換が実行されて貯留タンク１３０内の液量が変化したときに、貯留タンク１３０に貯留されているリン酸水溶液のシリコン濃度が濃度モニター６０によって測定される（ステップＳ２３）。
The used phosphoric acid aqueous solution discharged from the
続いて、ステップＳ２４に進み、使用済みのリン酸水溶液と再生リン酸水溶液との調合を実行するか否かが制御部９０によって判断される。この判断の基準については第１実施形態と同様である。その結果、調合を行わない場合には、ステップＳ２１に戻って部分液交換に伴うステップＳ２１からステップＳ２３までの処理が繰り返され、リン酸水溶液の調合を行う場合にはステップＳ２５に進む。
Then, it progresses to step S24 and the
第２実施形態のステップＳ２５では、貯留タンク１３０にて使用済みのリン酸水溶液と再生リン酸水溶液との混合が行われる。このときには、制御部９０の制御により、低シリコン濃度リン酸タンク４０から一定量の再生リン酸水溶液を貯留タンク１３０に投入する。シリコン濃度が高い使用済みのリン酸水溶液が貯留された貯留タンク１３０に低シリコン濃度リン酸タンク４０からシリコン濃度の低いリン酸水溶液が投入されて混合されることによって、使用済みの高シリコン濃度のリン酸水溶液が希釈されて所定のシリコン濃度のリン酸水溶液が調合される。
In Step S25 of the second embodiment, the used phosphoric acid aqueous solution and the regenerated phosphoric acid aqueous solution are mixed in the
ここで、貯留タンク１３０に貯留されている使用済みのリン酸水溶液の液量をＬ３とし、そのリン酸水溶液のシリコン濃度をＣ３とする。このシリコン濃度Ｃ３はステップＳ２３にて測定された結果である。また、低シリコン濃度リン酸タンク４０から貯留タンク１３０に投入するリン酸水溶液の液量をＬ４とすると、貯留タンク１３０での調合によって得られるリン酸水溶液のシリコン濃度Ｃｘは次の式（２）によって求められる。
Here, the amount of the used phosphoric acid aqueous solution stored in the
制御部９０は、式（２）から算定される調合後のリン酸水溶液のシリコン濃度Ｃｘが基板Ｗのエッチング処理に適正な範囲内に収まるように、低シリコン濃度リン酸タンク４０から投入するリン酸水溶液の液量Ｌ４を決定する。また、液量Ｌ３と液量Ｌ４との合計が浸漬処理槽１０および循環ライン２０の全容量以上となるように液量Ｌ４を決定する。そして、式（２）に基づいて制御部９０によって算定された液量Ｌ４の再生リン酸水溶液が低シリコン濃度リン酸タンク４０から貯留タンク１３０に投入される。
貯留タンク１３０に貯留されていた使用済みのリン酸水溶液と低シリコン濃度リン酸タンク４０から投入された再生リン酸水溶液とが混合されてシリコン濃度Ｃｘのリン酸水溶液が調合される。また、混合によって得られたリン酸水溶液の液量（液量Ｌ３＋液量Ｌ４）は浸漬処理槽１０および循環ライン２０の全容量以上である。
Phosphoric acid aqueous solution is mixed inserted from phosphoric acid aqueous solution used for that have been stored in the
次に、貯留タンク１３０に貯留されている調合済みのリン酸水溶液のシリコン濃度が濃度モニター６０によって測定される（ステップＳ２６）。濃度モニター６０による測定結果は制御部９０に伝達される。そして、ステップＳ２７に進み、濃度モニター６０による実際の測定結果が基板Ｗのエッチング処理に適正なシリコン濃度の範囲内に収まっているか否かが制御部９０によって判定される。
Next, the silicon concentration of the prepared phosphoric acid aqueous solution stored in the
調合済みリン酸水溶液のシリコン濃度が適正範囲から外れている場合には、第１実施形態と同様にステップＳ２５に戻り、シリコン濃度の再調整が行われる。但し、第２実施形態においては、使用済みのリン酸水溶液が貯留されている貯留タンク１３０に直接再生リン酸水溶液を投入しているため、シリコン濃度の実測値が適正範囲よりも大きかった場合にのみ、再生リン酸水溶液を追加投入してシリコン濃度を低下させることが可能である。
When the silicon concentration of the prepared phosphoric acid aqueous solution is out of the appropriate range, the process returns to step S25 as in the first embodiment, and the silicon concentration is readjusted. However, in the second embodiment, since the regenerated phosphoric acid aqueous solution is directly put into the
調合済みリン酸水溶液のシリコン濃度が適正範囲内に収まっている場合には、浸漬処理槽１０の全液交換のときに、貯留タンク１３０内の調合済みリン酸水溶液を投入する（ステップＳ２８）。全液交換を行うときには、浸漬処理槽１０から循環ライン２０を循環するリン酸水溶液の全量が循環ライン２０に繋がる図示省略の排液ドレインに排出される。そして、全量のリン酸水溶液が排出された後、投入ライン５１の投入バルブ５２を開放し、浸漬処理槽１０に対して貯留タンク１３０から調合済みリン酸水溶液を投入する。第１実施形態と同様に、この調合済みリン酸水溶液のシリコン濃度は基板Ｗのエッチング処理に適正な範囲内のものである。よって、全液交換の実行後、直ちに循環ライン２０によるリン酸水溶液の液循環を再開し、短時間のうちに新たな基板Ｗのエッチング処理を行うことができる。
When the silicon concentration of the prepared phosphoric acid aqueous solution is within an appropriate range, the prepared phosphoric acid aqueous solution in the
第２実施形態においては、浸漬処理槽１０から排出された使用済みの高シリコン濃度のリン酸水溶液を一旦貯留タンク１３０に貯留し、その貯留タンク１３０に低シリコン濃度の再生リン酸水溶液を投入して貯留タンク１３０内にて混合し、シリコン濃度が適正範囲内のリン酸水溶液を調合している。そして、全液交換時に貯留タンク１３０から調合済みリン酸水溶液を浸漬処理槽１０に投入している。
In the second embodiment, the used high silicon concentration phosphoric acid aqueous solution discharged from the
循環ライン２０を流れるリン酸水溶液ではなく、貯留タンク１３０に貯留されている状態のリン酸水溶液であれば、濃度モニター６０によって確実にシリコン濃度を測定することができる。このため、貯留タンク１３０内にて正確に所望のシリコン濃度のリン酸水溶液を調合し、その調合済みリン酸水溶液を浸漬処理槽１０に供給することができる。
If the phosphoric acid aqueous solution is stored in the
特に、貯留タンク１３０は循環ライン２０の経路外部に設置されているため、測定に数分を要するイオン選択性電極法を用いた濃度モニター６０であっても浸漬処理槽１０での処理に影響を与えることなく、確実かつ正確に貯留タンク１３０に貯留されたリン酸水溶液のシリコン濃度を測定することができる。
In particular, since the
また、第２実施形態においては、貯留タンク１３０にてリン酸水溶液のシリコン濃度が基板Ｗのエッチング処理に適正な範囲内に正確に調合され、そのリン酸水溶液が全液交換時に浸漬処理槽１０に投入される。このため、第１実施形態と同様に、従来必須であったシーズニングが不要となり、全液交換後に迅速に新しい基板Ｗのエッチング処理を行うことができる。その結果、シーズニング用の基板も不要となって処理コストを削減することが可能となる。さらには、シーズニングのための基板処理装置１のダウンタイムも解消される。
Moreover, in 2nd Embodiment, the silicon concentration of phosphoric acid aqueous solution is correctly prepared in the range suitable for the etching process of the board | substrate W in the
また、第２実施形態では、貯留タンク１３０にてリン酸水溶液の混合も行っているため、第１実施形態と比較して混合タンク５０を設ける必要がない。このため、第２実施形態の基板処理装置１ａは、第１実施形態の基板処理装置１よりも省スペースの点で有利である。その一方、第２実施形態の基板処理装置１ａでは貯留タンク１３０に再生リン酸水溶液を投入してシリコン濃度を低下させることしかできないが、第１実施形態の基板処理装置１では専用の混合タンク５０を設けているため、混合タンク５０内のリン酸水溶液のシリコン濃度の高くすることも低くすることも可能であり、濃度調整の自由度が高い。
In the second embodiment, since the phosphoric acid aqueous solution is also mixed in the
＜変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記各実施形態においては、再生装置４５によって再生されたリン酸水溶液を低シリコン濃度リン酸タンク４０に貯留するようにしていたが、これに代えて、リン酸水溶液の新液を低シリコン濃度リン酸タンク４０に貯留するようにしても良い。リン酸水溶液の新液のシリコン濃度は当然に低く、ほぼ０ppmとみなすことができる。また、新液であればシリコン以外の不純物濃度も低い。第１実施形態であれば、低シリコン濃度リン酸タンク４０に貯留されたリン酸水溶液の新液を混合タンク５０に投入する。また、第２実施形態であれば、低シリコン濃度リン酸タンク４０に貯留されたリン酸水溶液の新液を貯留タンク１３０に投入する。さらに、部分液交換を行う際には、浸漬処理槽１０にリン酸水溶液の新液を補充する。再生リン酸水溶液に代えてリン酸水溶液の新液を用いたとしても、上記各実施形態と同様の効果を得ることができる。
<Modification>
While the embodiments of the present invention have been described above, the present invention can be modified in various ways other than those described above without departing from the spirit of the present invention. For example, in each of the above embodiments, the phosphoric acid aqueous solution regenerated by the
また、低シリコン濃度リン酸タンク４０にリン酸水溶液の新液と再生リン酸水溶液とを混在させるようにしても良い。例えば、再生リン酸水溶液が不足したときのみ、低シリコン濃度リン酸タンク４０に新液を補充するようにしても良い。
Further, a new phosphoric acid aqueous solution and a regenerated phosphoric acid aqueous solution may be mixed in the low silicon concentration
また、上記各実施形態においては、シリコン濃度が適正範囲内となるように調合したリン酸水溶液を全液交換時に投入するようにしていたが、これを部分液交換時に浸漬処理槽１０に投入するようにしても良い。もっとも、部分液交換の目的は、シリコン濃度が高くなりすぎた浸漬処理槽１０のリン酸水溶液を希釈してシリコン濃度を低下させることにあるため、上記実施形態のように再生リン酸水溶液またはリン酸水溶液の新液を使用した方が効果的である。
Further, in each of the above embodiments, the phosphoric acid aqueous solution prepared so that the silicon concentration is within an appropriate range is introduced at the time of replacing all the liquids, but this is introduced into the
また、上記各実施形態においては、１回の調合によって浸漬処理槽１０および循環ライン２０の全容量以上のリン酸水溶液を得ていたが、これを複数回にわたって調合するようにしても良い。特に、第２実施形態においては、部分液交換毎に貯留タンク１３０にて調合を行い、その貯留液量が浸漬処理槽１０および循環ライン２０の全容量以上となった後の全液交換時に調合済みリン酸水溶液を投入するようにしても良い。
Moreover, in each said embodiment, although the phosphoric acid aqueous solution more than the total capacity of the
また、全液交換の頻度に比して部分液交換の頻度が顕著に多い場合には、貯留タンク３０，１３０に使用済みのリン酸水溶液が過剰に貯留されることもあるが、このようなときには使用済みのリン酸水溶液を再生ライン２９に還流させるようにしても良いし、適宜廃棄するようにしても良い。
Further, when the frequency of partial liquid exchange is significantly higher than the frequency of total liquid exchange, the used phosphoric acid aqueous solution may be excessively stored in the
また、式（１）および式（２）において、使用済みのリン酸水溶液および再生リン酸水溶液の液量（容量）に代えて重量にて算定を行うようにしても良い。シリコン濃度の単位は液量または重量のいずれにて算定するかに応じて適宜選択する。 Further, in the formulas (1) and (2), the calculation may be performed by weight instead of the amount (volume) of the used phosphoric acid aqueous solution and the regenerated phosphoric acid aqueous solution. The unit of the silicon concentration is appropriately selected depending on whether the liquid amount or the weight is calculated.
また、上記実施形態において、浸漬処理装置１０の外槽１２は必須のものではなく、循環ライン２０の配管両端を内槽１１に連通接続し、循環ライン２０によって内槽１１内のリン酸水溶液を循環させる形態であっても良い。また、リフター１３が複数の基板Ｗを直接保持することに限定されるものではなく、リフター１３が複数の基板Ｗを収容したキャリアを保持して昇降するようにしても良い。
Moreover, in the said embodiment, the
１，１ａ 基板処理装置
１０ 浸漬処理槽
２０ 循環ライン
３０，１３０ 貯留タンク
４０ 低シリコン濃度リン酸タンク
４５ 再生装置
４９ 補充ライン
５０ 混合タンク
５１ 投入ライン
６０ 濃度モニター
Ｗ 基板
DESCRIPTION OF
Claims (12)
リン酸水溶液中に前記基板を浸漬してシリコン窒化膜のエッチング処理を進行させる浸漬処理槽から排出された使用済みのリン酸水溶液を貯留タンクに貯留する貯留工程と、
前記浸漬処理槽から排出された使用済みのリン酸水溶液を再生装置によって再生した再生リン酸を低シリコン濃度リン酸タンクに貯留する再生工程と、
前記貯留タンクに貯留された使用済みのリン酸水溶液のシリコン濃度を測定する測定工程と、
前記測定工程での測定結果に基づいて、前記貯留タンクに貯留された使用済みのリン酸水溶液と前記低シリコン濃度リン酸タンクに貯留された再生リン酸とを混合して所定のシリコン濃度のリン酸水溶液を調合する混合工程と、
前記混合工程にて調合されたリン酸水溶液を前記浸漬処理槽に投入する投入工程と、
を備えることを特徴とする基板処理方法。 A substrate processing method for performing an etching process on a silicon nitride film by immersing a substrate on which a silicon oxide film and a silicon nitride film are formed in a phosphoric acid aqueous solution,
A storage step of storing the used phosphoric acid aqueous solution discharged from the immersion treatment tank in which the substrate is immersed in the phosphoric acid aqueous solution to advance the etching process of the silicon nitride film in the storage tank;
A regeneration step of storing in a low silicon concentration phosphoric acid tank regenerated phosphoric acid regenerated by a regenerating apparatus from a used phosphoric acid aqueous solution discharged from the immersion treatment tank;
A measuring step for measuring the silicon concentration of the used phosphoric acid aqueous solution stored in the storage tank;
Based on the measurement result in the measurement step, the used phosphoric acid aqueous solution stored in the storage tank and the regenerated phosphoric acid stored in the low silicon concentration phosphoric acid tank are mixed to obtain phosphorus having a predetermined silicon concentration. A mixing step of preparing an acid aqueous solution;
A charging step of charging the immersion treatment tank with the phosphoric acid aqueous solution prepared in the mixing step,
A substrate processing method comprising:
リン酸水溶液中に前記基板を浸漬してシリコン窒化膜のエッチング処理を進行させる浸漬処理槽から排出された使用済みのリン酸水溶液を貯留タンクに貯留する貯留工程と、
前記貯留タンクに貯留された使用済みのリン酸水溶液のシリコン濃度を測定する測定工程と、
前記測定工程での測定結果に基づいて、前記貯留タンクに貯留された使用済みのリン酸水溶液とリン酸新液または再生リン酸とを混合して所定のシリコン濃度のリン酸水溶液を調合する混合工程と、
前記混合工程にて調合されたリン酸水溶液を前記浸漬処理槽に投入する投入工程と、
を備え、
前記貯留タンクは、前記基板の浸漬処理中に前記浸漬処理槽から排出されたリン酸水溶液が前記浸漬処理槽へと還流される循環ラインの経路外部に設置され、
前記測定工程では、イオン選択性電極法によってリン酸水溶液のシリコン濃度を測定することを特徴とする基板処理方法。 A substrate processing method for performing an etching process on a silicon nitride film by immersing a substrate on which a silicon oxide film and a silicon nitride film are formed in a phosphoric acid aqueous solution,
A storage step of storing the used phosphoric acid aqueous solution discharged from the immersion treatment tank in which the substrate is immersed in the phosphoric acid aqueous solution to advance the etching process of the silicon nitride film in the storage tank;
A measuring step for measuring the silicon concentration of the used phosphoric acid aqueous solution stored in the storage tank;
Based on the measurement result in the measurement process, the used phosphoric acid aqueous solution stored in the storage tank is mixed with a new phosphoric acid solution or regenerated phosphoric acid to prepare a phosphoric acid aqueous solution having a predetermined silicon concentration. Process,
A charging step of charging the immersion treatment tank with the phosphoric acid aqueous solution prepared in the mixing step,
With
The storage tank is installed outside the path of the circulation line where the phosphoric acid aqueous solution discharged from the immersion treatment tank during the immersion treatment of the substrate is returned to the immersion treatment tank ,
In the measuring step, the silicon concentration of the phosphoric acid aqueous solution is measured by an ion selective electrode method.
前記混合工程は、前記浸漬処理槽の容量以上のリン酸水溶液を調合し、
前記投入工程は、前記浸漬処理槽の全てのリン酸水溶液を交換するときに前記調合工程にて調合されたリン酸水溶液を前記浸漬処理槽に投入することを特徴とする基板処理方法。 In the substrate processing method of Claim 1 or Claim 2,
In the mixing step, an aqueous phosphoric acid solution having a capacity of the immersion treatment tank or more is prepared,
The substrate treatment method is characterized in that, in the charging step, the phosphoric acid aqueous solution prepared in the preparation step is charged into the immersion processing bath when all the phosphoric acid aqueous solutions in the immersion processing bath are replaced.
前記貯留工程は、前記浸漬処理槽の一部のリン酸水溶液を交換するときに前記浸漬処理槽から排出された使用済みのリン酸水溶液を前記貯留タンクに貯留することを特徴とする基板処理方法。 In the substrate processing method in any one of Claims 1-3,
In the storage step, the used phosphoric acid aqueous solution discharged from the immersion treatment tank when the partial phosphoric acid aqueous solution in the immersion treatment tank is replaced is stored in the storage tank. .
前記混合工程は、前記貯留タンクから供給された使用済みのリン酸水溶液とリン酸新液または再生リン酸とを混合タンクにて混合することを特徴とする基板処理方法。 In the substrate processing method in any one of Claims 1-4,
In the mixing step, the used phosphoric acid aqueous solution supplied from the storage tank is mixed with a new phosphoric acid solution or regenerated phosphoric acid in a mixing tank.
前記混合工程は、前記貯留タンクにて使用済みのリン酸水溶液とリン酸新液または再生リン酸とを混合することを特徴とする基板処理方法。 In the substrate processing method in any one of Claims 1-4,
The said mixing process mixes the phosphoric acid aqueous solution and phosphoric acid new solution or regenerated phosphoric acid which were used in the said storage tank, The substrate processing method characterized by the above-mentioned.
リン酸水溶液を貯留し、リン酸水溶液中に前記基板を浸漬してシリコン窒化膜のエッチング処理を進行させる浸漬処理槽と、
前記浸漬処理槽から排出されたリン酸水溶液を再び前記浸漬処理槽に還流させる循環ラインと、
前記循環ラインに連通接続され、かつ、前記循環ラインの経路外部に設置され、前記浸漬処理槽から排出された使用済みのリン酸水溶液を貯留する貯留タンクと、
前記貯留タンクに貯留されたリン酸水溶液のシリコン濃度を測定する濃度測定器と、
前記浸漬処理槽から排出された使用済みのリン酸水溶液を再生する再生装置と、
前記再生装置によって再生した再生リン酸を貯留する低シリコン濃度リン酸タンクと、
前記貯留タンクから供給された使用済みのリン酸水溶液と前記低シリコン濃度リン酸タンクから供給された再生リン酸とを混合する混合タンクと、
前記濃度測定器の測定結果に基づいて、前記混合タンクにて所定のシリコン濃度のリン酸水溶液が調合されるように前記混合タンクに供給する使用済みのリン酸水溶液および再生リン酸の供給量を調整する制御手段と、
前記混合タンクにて調合されたリン酸水溶液を前記浸漬処理槽に投入する投入ラインと、
を備えることを特徴とする基板処理装置。 A substrate processing apparatus for performing an etching process on a silicon nitride film by immersing a substrate on which a silicon oxide film and a silicon nitride film are formed in a phosphoric acid aqueous solution,
An immersion treatment tank for storing a phosphoric acid aqueous solution and immersing the substrate in the phosphoric acid aqueous solution to advance the etching treatment of the silicon nitride film;
A circulation line for recirculating the phosphoric acid aqueous solution discharged from the immersion treatment tank to the immersion treatment tank;
A storage tank connected to the circulation line and installed outside the path of the circulation line to store a used phosphoric acid aqueous solution discharged from the immersion treatment tank;
A concentration measuring device for measuring the silicon concentration of the phosphoric acid aqueous solution stored in the storage tank;
A regenerator for regenerating used phosphoric acid aqueous solution discharged from the immersion treatment tank;
A low silicon concentration phosphoric acid tank for storing regenerated phosphoric acid regenerated by the regenerating apparatus;
A mixing tank for mixing the used phosphoric acid aqueous solution supplied from the storage tank and the regenerated phosphoric acid supplied from the low silicon concentration phosphoric acid tank ;
Based on the measurement result of the concentration measuring device, of the aqueous solution of phosphoric acid used in the supply to the mixing tank and playback phosphate as phosphoric acid aqueous solution of a predetermined concentration of silicon in the mixing tank is formulated Control means for adjusting the supply amount;
An input line for introducing an aqueous phosphoric acid solution prepared in the mixing tank into the immersion treatment tank,
A substrate processing apparatus comprising:
リン酸水溶液を貯留し、リン酸水溶液中に前記基板を浸漬してシリコン窒化膜のエッチング処理を進行させる浸漬処理槽と、
前記浸漬処理槽から排出されたリン酸水溶液を再び前記浸漬処理槽に還流させる循環ラインと、
前記循環ラインに連通接続され、かつ、前記循環ラインの経路外部に設置され、前記浸漬処理槽から排出された使用済みのリン酸水溶液を貯留する貯留タンクと、
前記貯留タンクに貯留されたリン酸水溶液のシリコン濃度をイオン選択性電極法によって測定する濃度測定器と、
前記貯留タンクから供給された使用済みのリン酸水溶液とリン酸新液または再生リン酸とを混合する混合タンクと、
前記濃度測定器の測定結果に基づいて、前記混合タンクにて所定のシリコン濃度のリン酸水溶液が調合されるように前記混合タンクに供給する使用済みのリン酸水溶液およびリン酸新液または再生リン酸の供給量を調整する制御手段と、
前記混合タンクにて調合されたリン酸水溶液を前記浸漬処理槽に投入する投入ラインと、
を備えることを特徴とする基板処理装置。 A substrate processing apparatus for performing an etching process on a silicon nitride film by immersing a substrate on which a silicon oxide film and a silicon nitride film are formed in a phosphoric acid aqueous solution,
An immersion treatment tank for storing a phosphoric acid aqueous solution and immersing the substrate in the phosphoric acid aqueous solution to advance the etching treatment of the silicon nitride film;
A circulation line for recirculating the phosphoric acid aqueous solution discharged from the immersion treatment tank to the immersion treatment tank;
A storage tank connected to the circulation line and installed outside the path of the circulation line to store a used phosphoric acid aqueous solution discharged from the immersion treatment tank;
A concentration measuring device for measuring the silicon concentration of the aqueous phosphoric acid solution stored in the storage tank by an ion selective electrode method;
A mixing tank for mixing the used aqueous phosphoric acid solution supplied from the storage tank with the new phosphoric acid solution or regenerated phosphoric acid;
Based on the measurement result of the concentration measuring device, the used phosphoric acid aqueous solution and the new phosphoric acid solution or regenerated phosphorus supplied to the mixing tank so that a phosphoric acid aqueous solution having a predetermined silicon concentration is prepared in the mixing tank. A control means for adjusting the supply amount of the acid;
An input line for introducing an aqueous phosphoric acid solution prepared in the mixing tank into the immersion treatment tank,
A substrate processing apparatus, characterized in that it comprises a.
前記混合タンクにて前記浸漬処理槽の容量以上のリン酸水溶液を調合するとともに、
前記浸漬処理槽の全てのリン酸水溶液を交換するときに前記混合タンクにて調合されたリン酸水溶液を前記投入ラインから前記浸漬処理槽に投入することを特徴とする基板処理装置。 In the substrate processing apparatus of Claim 7 or Claim 8,
While preparing a phosphoric acid aqueous solution having a capacity of the immersion treatment tank or more in the mixing tank,
A substrate processing apparatus , wherein when the entire phosphoric acid aqueous solution in the immersion treatment tank is replaced, the phosphoric acid aqueous solution prepared in the mixing tank is introduced into the immersion treatment tank from the charging line .
リン酸水溶液を貯留し、リン酸水溶液中に前記基板を浸漬してシリコン窒化膜のエッチング処理を進行させる浸漬処理槽と、
前記浸漬処理槽から排出されたリン酸水溶液を再び前記浸漬処理槽に還流させる循環ラインと、
前記循環ラインに連通接続され、かつ、前記循環ラインの経路外部に設置され、前記浸漬処理槽から排出された使用済みのリン酸水溶液を貯留する貯留タンクと、
前記貯留タンクに貯留されたリン酸水溶液のシリコン濃度を測定する濃度測定器と、
前記浸漬処理槽から排出された使用済みのリン酸水溶液を再生する再生装置と、
前記再生装置によって再生した再生リン酸を貯留する低シリコン濃度リン酸タンクと、
前記濃度測定器の測定結果に基づいて、前記貯留タンクにて所定のシリコン濃度のリン酸水溶液が調合されるように前記低シリコン濃度リン酸タンクから前記貯留タンクに供給する再生リン酸の供給量を調整する制御手段と、
前記貯留タンクにて調合されたリン酸水溶液を前記浸漬処理槽に投入する投入ラインと、
を備えることを特徴とする基板処理装置。 A substrate processing apparatus for performing an etching process on a silicon nitride film by immersing a substrate on which a silicon oxide film and a silicon nitride film are formed in a phosphoric acid aqueous solution,
An immersion treatment tank for storing a phosphoric acid aqueous solution and immersing the substrate in the phosphoric acid aqueous solution to advance the etching treatment of the silicon nitride film;
A circulation line for recirculating the phosphoric acid aqueous solution discharged from the immersion treatment tank to the immersion treatment tank;
A storage tank connected to the circulation line and installed outside the path of the circulation line to store a used phosphoric acid aqueous solution discharged from the immersion treatment tank;
A concentration measuring device for measuring the silicon concentration of the phosphoric acid aqueous solution stored in the storage tank;
A regenerator for regenerating used phosphoric acid aqueous solution discharged from the immersion treatment tank;
A low silicon concentration phosphoric acid tank for storing regenerated phosphoric acid regenerated by the regenerating apparatus;
Based on the measurement result of the concentration measuring device, the supply amount of regenerated phosphoric acid supplied from the low silicon concentration phosphoric acid tank to the storage tank so that a phosphoric acid aqueous solution having a predetermined silicon concentration is prepared in the storage tank Control means for adjusting,
An input line for introducing the phosphoric acid aqueous solution prepared in the storage tank into the immersion treatment tank,
A substrate processing apparatus, characterized in that it comprises a.
リン酸水溶液を貯留し、リン酸水溶液中に前記基板を浸漬してシリコン窒化膜のエッチング処理を進行させる浸漬処理槽と、An immersion treatment tank for storing a phosphoric acid aqueous solution and immersing the substrate in the phosphoric acid aqueous solution to advance the etching treatment of the silicon nitride film;
前記浸漬処理槽から排出されたリン酸水溶液を再び前記浸漬処理槽に還流させる循環ラインと、A circulation line for recirculating the phosphoric acid aqueous solution discharged from the immersion treatment tank to the immersion treatment tank;
前記循環ラインに連通接続され、かつ、前記循環ラインの経路外部に設置され、前記浸漬処理槽から排出された使用済みのリン酸水溶液を貯留する貯留タンクと、A storage tank connected to the circulation line and installed outside the path of the circulation line to store a used phosphoric acid aqueous solution discharged from the immersion treatment tank;
前記貯留タンクに貯留されたリン酸水溶液のシリコン濃度をイオン選択性電極法によって測定する濃度測定器と、A concentration measuring device for measuring the silicon concentration of the aqueous phosphoric acid solution stored in the storage tank by an ion selective electrode method;
前記濃度測定器の測定結果に基づいて、前記貯留タンクにて所定のシリコン濃度のリン酸水溶液が調合されるように前記貯留タンクに供給するリン酸新液または再生リン酸の供給量を調整する制御手段と、Based on the measurement result of the concentration measuring device, the supply amount of new phosphoric acid solution or regenerated phosphoric acid supplied to the storage tank is adjusted so that a phosphoric acid aqueous solution having a predetermined silicon concentration is prepared in the storage tank. Control means;
前記貯留タンクにて調合されたリン酸水溶液を前記浸漬処理槽に投入する投入ラインと、An input line for introducing the phosphoric acid aqueous solution prepared in the storage tank into the immersion treatment tank,
を備えることを特徴とする基板処理装置。A substrate processing apparatus comprising:
前記貯留タンクにて前記浸漬処理槽の容量以上のリン酸水溶液を調合するとともに、While preparing a phosphoric acid aqueous solution of the storage tank or more in the storage tank,
前記浸漬処理槽の全てのリン酸水溶液を交換するときに前記貯留タンクにて調合されたリン酸水溶液を前記投入ラインから前記浸漬処理槽に投入することを特徴とする基板処理装置。A substrate processing apparatus, wherein when the entire phosphoric acid aqueous solution in the immersion treatment tank is replaced, the phosphoric acid aqueous solution prepared in the storage tank is introduced into the immersion treatment tank from the introduction line.
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