JP6087063B2 - エッチング方法、エッチング装置および記憶媒体 - Google Patents
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Description
本発明はエッチング方法、エッチング装置および記憶媒体に係り、とりわけ半導体ウエハ等の被処理体に対してエッチング液によりエッチング処理を施すエッチング方法、エッチング装置および記憶媒体に関する。
従来、半導体ウエハ等の被処理体に対するウエットエッチング方法においては、エッチング液として燐酸を使用して窒化膜−酸化膜に対するエッチング処理が施されている。例えば、燐酸水溶液（Ｈ３ＰＯ４）等からなるエッチング液を処理槽に貯留して、所定温度例えば１６０〜１８０℃に加熱すると共に、処理槽に接続された循環管路及び循環管路に介設された循環ポンプ及び温度コントローラ等を介して所定温度のエッチング液を循環供給しながら被処理体例えば半導体ウエハ（以下にウエハという）をエッチング処理している（特公平３−２０８９５号公報参照）。
上記のエッチング方法において、エッチング処理を繰り返して行うと、ウエハのシリコン（Ｓｉ）分がエッチング液中へ溶出し、エッチング液中のシリコン（Ｓｉ）濃度が高くなり、半導体ウエハに対して精度良くエッチング処理を施すことができなくなる。このため、従来では、定期的に処理槽内のエッチング液を全部交換する必要があった。
あるいは、エッチング液中のシリコン濃度を測定し、シリコン濃度が高くなった場合に、新規のエッチング液を補充することも考えられている。
しかしながら、エッチング液の性状はシリコン濃度のみで定まるものではなく、シリコン濃度のみを測定して新規なエッチング液を補充しても、エッチング液の性状を正しくコントロールできない場合がある。例えば新規なエッチング液を補充した場合、エッチング液中のシリコン濃度は一時的に低下するが、エッチング液中のシリコン濃度は低ければ良いものではなく、シリコン濃度を決められた一定の範囲に保つことにより、半導体ウエハに対して精度良くエッチング処理を施すことができる。
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、半導体ウエハから溶出されるエッチング液中の溶出成分濃度（シリコン濃度）を一定に保つことにより、半導体ウエハに対して精度良くエッチング処理を施すことができるエッチング方法、エッチング装置および記憶媒体を提供することを目的とする。
本発明は、エッチング処理部内に収納された被処理体に対してエッチング液を用いてエッチング処理を施すエッチング方法において、エッチング処理部内で被処理体に対してエッチング液を供給しエッチング処理を施すとともに、エッチング処理に供されたエッチング液を溶出成分調整用タンクに送る工程と、エッチング処理に供されたエッチング液をエッチング処理部から第１設定量だけ排出する工程と、第１設定量だけ排出されたエッチング液中に、新規エッチング液を第２設定量だけ補充する工程と、を備え、エッチング処理に供された処理体から溶出されるエッチング液中の溶出成分濃度、エッチング液の濃度、およびエッチング液の温度を測定するとともに、この測定された溶出成分濃度、エッチング液の濃度およびエッチング液の温度に基づいて、第１設定量および第２設定量を求めてエッチング液の排出と新規エッチング液の補充が行われ、測定されたエッチング液中の溶出成分濃度が一定の範囲より低下した場合、溶出成分調整用タンク内のエッチング処理に供されたエッチング液をエッチング処理部に供給してエッチング処理部のエッチング液中の溶出成分濃度を高めることを特徴とするエッチング方法である。
本発明は、被処理体に対してエッチング液を用いてエッチング処理を施すエッチング装置において、被処理体を収納するエッチング処理部と、エッチング処理に供されたエッチング液をエッチング処理部から第１設定量だけ排出する排出部と、第１設定量だけ排出されたエッチング液中に、新規エッチング液を第２設定量だけ補充する補充部と、エッチング処理に供された処理体から溶出されるエッチング液中の溶出成分濃度を測定する溶出成分測定部と、エッチング液の濃度を測定する濃度測定部と、エッチング液の温度を測定する温度測定部と、エッチング処理に供されたエッチング液を貯える溶出成分調整用タンクと、排出部と補充部を制御する制御装置とを備え、制御装置は溶出成分測定部からの溶出成分濃度、濃度測定部からのエッチング液の濃度および温度測定部からのエッチング液の温度に基づいて、第１設定量および第２設定量を求めて排出部と補充部を制御するとともに、測定されたエッチング液中の溶出成分濃度が一定の範囲より低下した場合、溶出成分調整用タンク内のエッチング処理に供されたエッチング液をエッチング処理部に供給してエッチング処理部のエッチング液中の溶出成分濃度を高めることを特徴とするエッチング装置である。
本発明は、コンピュータにエッチング方法を実行させるためのコンピュータプログラムを格納した記憶媒体において、エッチング方法は、エッチング処理部内で被処理体に対してエッチング処理を施すとともに、エッチング処理に供されたエッチング液を溶出成分調整用タンクに送る工程と、エッチング処理に供されたエッチング液をエッチング処理部から第１設定量だけ排出する工程と、第１設定量だけ排出されたエッチング液中に、新規エッチング液を第２設定量だけ補充する工程と、を備え、エッチング処理に供された処理体から溶出されるエッチング液中の溶出成分濃度、エッチング液の濃度、およびエッチング液の温度を測定するとともに、この測定された溶出成分濃度、エッチング液の濃度およびエッチング液の温度に基づいて、第１設定量および第２設定量を求めてエッチング液の排出と新規エッチング液の補充が行われ、測定されたエッチング液中の溶出成分濃度が一定の範囲より低下した場合、溶出成分調整用タンク内のエッチング処理に供されたエッチング液をエッチング処理部に供給してエッチング処理部のエッチング液中の溶出成分濃度を高めることを特徴とする記憶媒体である。
以上のように本発明によれば、被処理体から溶出されるエッチング液中の溶出成分濃度を決められた一定の範囲に保つことができ、被処理体に対して精度良くエッチング処理を施すことができる。
第１の実施の形態
次に図１乃至図５により、本発明の第１の実施の形態について説明する。
次に図１乃至図５により、本発明の第１の実施の形態について説明する。
まず図５（ａ）（ｂ）により、本発明によるエッチング方法により処理される被処理体、例えばシリコンウエハＷについて述べる。
図５（ａ）（ｂ）に示すように、まず被処理体例えばウエハＷの母材であるシリコン基板１の表面に、下地層としてのシリコン酸化膜２（ＳｉＯ２）とシリコン窒化膜３（Ｓｉ４Ｎ３）を積層し、シリコン窒化膜３の表面にパターン化されたレジスト膜４を塗布したウエハＷを準備する（図５（ａ））。次にウエハＷを高温、例えば１６０〜１８０℃のエッチング液例えば燐酸水溶液（Ｈ３ＰＯ４）中に浸漬してエッチング処理を行う（図５（ｂ））。このエッチング方法においては、シリコン窒化膜３の下地のシリコン酸化膜２の膜厚をコントロールすることが重要となる。
次に本発明によるエッチング方法を行なうエッチング装置について述べる。
エッチング装置は、図１に示すように、内槽１０ａと外槽１０ｂとを含み、被処理体である半導体ウエハＷ（以下にウエハＷという）を収容すると共に、エッチング液Ｅ（例えば燐酸水溶液（Ｈ３ＰＯ４））を貯留する処理槽（エッチング処理部）１０と、処理槽１０からエッチング液Ｅを引き抜き、このエッチング液Ｅを処理槽１０へ循環供給する循環ライン２０と、循環ライン２０に接続され処理槽１０内のエッチング液Ｅを排出する排出部３０と、処理槽１０内に新規のエッチング液Ｅを補充する補充部１１とを備えている。
この場合、処理槽１０は、図示しないウエハボートによって表面が垂直に保持されるウエハＷを収容すると共に、エッチング液Ｅを貯留する石英製の内槽１０ａと、この内槽１０ａからオーバーフローするエッチング液Ｅを受け止める石英製の外槽１０ｂとで構成されている。このように構成される処理槽１０の内槽１０ａの側部及び底部には図示しないパネルヒータが貼着されて、処理槽１０内のエッチング液Ｅが所定温度例えば１００〜１８０℃に設定されるように構成されている。また、内槽１１内の底部側には、下部から循環供給されるエッチング液Ｅを均一にウエハＷに案内する図示しない整流板が配設されている。
また、循環ライン２０は、処理槽１０の外槽１０ｂと内槽１０ａとに接続されており、この循環ライン２０には、上流側から順に、循環ポンプ２１、フィルタ２３、温度コントローラ２２が設けられている。このうち温度コントローラ２２はエッチング液Ｅを加熱するヒータを含んでいる。また温度コントローラ２２の下流側には、切替弁２９を介して排出ライン３１が接続され、上述した排出部３０はこの排出ライン３１に接続されている。
さらに排出ライン３１には切替弁３２が接続され、この切替弁３２には、連通ライン３３を介してシリコン調整用タンク１４が接続されている。このシリコン調整用タンク１４は、エッチング処理後のシリコン（Ｓｉ）分が溶出したエッチング液Ｅを貯留し、エッチング液Ｅ中のシリコン分の濃度が決められた一定の範囲より低下した場合など必要に応じてこのシリコン溶出エッチング液を供給ライン１７を介して外槽１０ｂ内のエッチング液Ｅ中へ補充するものである。
また補充部１１は、燐酸水溶液（Ｈ３ＰＯ４水溶液）を供給するＨ３ＰＯ４水溶液供給系１２と、純水（ＤＩＷ）を供給するＤＩＷ供給系１３とを有し、Ｈ３ＰＯ４水溶液供給系１２とＤＩＷ供給系１３は、各々供給ライン１２ａ、１３ａを介して処理槽１０の外槽に接続されている。
また、Ｈ３ＰＯ４水溶液供給系１２からの供給ライン１２ａには切替弁１８が設けられ、シリコン調整用タンク１４からのシリコン分が溶出したエッチング液Ｅが供給ライン１７および切替弁１８を介して外槽１０ｂへ供給されるようになっている。
ところで、循環ライン２０の温度コントローラ２２の下流側に、エッチング処理に供されたエッチング液Ｅ中のシリコン溶出成分の濃度を光の屈折率を利用して測定する溶出分成測定部２５と、エッチング液Ｅの濃度、具体的にはＨ３ＰＯ４の濃度を光の屈折率を利用して測定する濃度測定部２６と、エッチング液Ｅの温度を測定する温度測定部２７とが配置されている。そしてこれら溶出成分測定部２５と、濃度測定部２６と温度測定部２７からの信号が、制御装置１００に送られ、この制御装置１００により、Ｈ３ＰＯ４水溶液供給系１２からのＨ３ＰＯ４水溶液供給量、ＤＩＷ供給系１３からのＤＩＷ供給量、循環ポンプ２１および温度コントローラ２２が駆動制御される。制御装置１００はハードウエハとして、例えば汎用コンピュータと、ソフトウエアとして当該コンピュータを動作させるためのプログラム（装置制御プログラムおよび処理レシピ等）とにより実現することができる。ソフトウエアは、コンピュータに固定的に設けられたハードディスクドライブ等の記憶媒体に格納されるか、或いはＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の着脱可能にコンピュータにセットされる記憶媒体に格納される。このような記憶媒体が参照符号１００ａで示されている。プロセッサ１００ｂは必要に応じて図示しないユーザーインターフェースからの指示等に基づいて所定の処理レシピを記憶媒体１００ａから呼び出して実行させ、これによって制御部３の制御の下でエッチング装置の各機能部品が動作して所定の処理が行われる。
なお、上記実施の形態において、補充部１１がＨ３ＰＯ４水溶液供給系１２と、ＤＩＷ供給系１３とを含み、Ｈ３ＰＯ４水溶液供給系１２からのＨ３ＰＯ４水溶液およびＤＩＷ供給系１３からのＤＩＷが、各々の供給ライン１２ａ、１３ａを介して外槽１０ｂへ供給される例を示したが、これに限らずＨ３ＰＯ４水溶液供給系１２からのＨ３ＰＯ４水溶液と、ＤＩＷ供給系１３からのＤＩＷを一旦調合タンク１５内で調合し、調合タンク１５内の水溶液を外槽１０ｂ内へ導いてもよい（図１の破線）。
次に、上記エッチング装置を用いたエッチング方法について説明する。予め処理槽１０内にエッチング液Ｅ（燐酸水溶液（Ｈ３ＰＯ４））を、処理槽１０の内槽１０ａおよび外槽１０ｂに供給する。次に、循環ポンプ２１を駆動して、外槽１１ｂにオーバーフローしたエッチング液Ｅを循環ライン２０を介して内槽１０ａに戻すように循環させる。次に、温度コントローラ２２により、エッチング液Ｅを所定温度（１００〜１８０℃）まで加熱して沸騰状態にする。
このとき、エッチング液ＥのＨ３ＰＯ４濃度は６０％、シリコン濃度は１０ｐｐｍとなっている。
エッチング液Ｅが昇温し沸騰状態となった後は、温度コントローラ２２により循環ライン２０内のエッチング液Ｅに与えられる熱量を調整することにより、内槽１０ａ内のエッチング液Ｅが沸騰状態を維持するような所定温度に維持される。
また、所望のエッチングレートでエッチングを行うためには、エッチング液Ｅを所定濃度に維持する必要があり、かつ、エッチング液Ｅの温度は上記所定濃度のエッチング液Ｅ固有の沸点温度に維持する。
この状態で、図示しないウエハボートにて垂直に保持されたウエハＷが、処理槽１０の内槽１０ａに収容される。ウエハＷは、内槽１０ａ内のエッチング液Ｅに所定時間浸漬されエッチングされる。その後、ウエハＷは、処理槽１０から取り出される。上記エッチング処理は、繰り返し行われる。
エッチング液Ｅは、エッチング処理中（ウエハＷが内槽１０ａ内のエッチング液Ｅ中に浸漬されている場合）及びエッチング処理間のインターバル（ウエハＷが内槽１０ａ内のエッチング液Ｅ中に浸漬されていない場合、すなわち第ｎ回目のエッチング処理が終了して一処理単位分のウエハＷが内槽１０ａから取り出され、第ｎ＋１回目のエッチング処理を開始すべく次の一処理単位分のウエハＷが内槽１０ａに浸漬されるまでの間）において、循環ライン２０を介して継続的に循環される。
エッチング処理を行うことにより、内槽１０ａ内のエッチング液Ｅ中には、ウエハＷからシリコン（Ｓｉ）分が溶出する。
このようなエッチング処理を繰り返して行なうと、エッチング液Ｅ中へウエハＷからシリコン（Ｓｉ）分が溶出し、シリコン濃度が高くなりすぎるとエッチング液の性状が悪化する。
本発明においては、このような場合に対応すべく、まず循環ライン２０中のエッチング液Ｅ中のシリコン濃度が決められた一定の範囲を超える場合にエッチング液Ｅが排出部３０から排出される。次に補充部１１のＨ３ＰＯ４水溶液供給系１２と、ＤＩＷ供給系１３から各々Ｈ３ＰＯ４水溶液とＤＩＷを外槽１０ｂ内へ供給し、エッチング処理に供されたエッチング液Ｅ中へＨ３ＰＯ４水溶液を補充する。
具体的には図２および図３に示すように、５０枚のウエハＷに対してエッチング処理を５分間施した場合、ウエハＷから多量にシリコン分が溶出し、エッチング液Ｅ中のシリコン濃度が例えば処理前の１０ｐｐｍから決められた範囲の１５ｐｐｍまで上昇する（図２の（ａ）および図３）。その後、エッチング処理を終了させる。
この間、循環ライン２０内のエッチング液Ｅについて、溶出成分測定部２５によりシリコン分の溶出成分濃度が測定され、濃度測定部２６によりＨ３ＰＯ４の濃度が測定され、温度測定部２７により温度が測定され、溶出成分測定部２５、濃度測定部２６および温度測定部２７からの信号は制御装置１００に送られる。
制御装置１００は次に切替弁２９、切替弁３２、排出部３０を駆動制御して、循環ライン２０中のエッチング液Ｅが決められた一定の範囲のシリコン濃度となるように第１設定量だけ排出する（図２の（ａ）および図３）。
次に制御部１００は補充部１１のＨ３ＰＯ４水溶液供給系１２とＤＩＷ供給系１３を制御して、Ｈ３ＰＯ４水溶液供給系とＤＩＷ供給系１３から各々Ｈ３ＰＯ４水溶液とＤＩＷを外槽１０ｂ内へ供給し、エッチング処理に供されたエッチング液Ｅ中へ決められたＨ３ＰＯ４成分を持つＨ３ＰＯ４水溶液を補充する。
この場合、例えばＨ３ＰＯ４水溶液供給系１２から８５％のＨ３ＰＯ４成分を持つＨ３ＰＯ４水溶液が供給され、このＨ３ＰＯ４水溶液はＤＩＷ供給系１３からのＤＩＷにより希釈される。
この結果として、外槽１１ｂのエッチング液Ｅ内には６０％のＨ３ＰＯ４成分を持つ新規なＨ３ＰＯ４水溶液が補充されることになる（図２の（ａ）および図３）。
この場合、外槽１１ｂ内には６０％のＨ３ＰＯ４成分をもつＨ３ＰＯ４水溶液が決められた一定の範囲のシリコン濃度となるように第２設定量だけ補充される。
このようにして、エッチング処理が終了したエッチング液Ｅ中のシリコン濃度はエッチング処理前の濃度（１０ｐｐｍ）まで低下し、エッチング液中のシリコン濃度を精度良く調整することができる。同時にエッチング液Ｅ中のＨ３ＰＯ４濃度も６０％に保たれる。
この間、制御装置１００は、排出部３０から排出されるエッチング液Ｅの第１設定量と、外槽１０ｂ内へ補充されるエッチング液Ｅの第２設定量を以下のように定める。
すなわち、制御装置１００は溶出成分測定部２５からのシリコン分の溶出成分濃度に基づいて、まず排出部３０から排出されるエッチング液Ｅの第１設定量を定める。
次にこのようにして定めた第１設定量と、濃度測定部２６からのＨ３ＰＯ４濃度と、温度測定部２７からのエッチング液Ｅの温度とに基づいて、外槽１０ｂ内へ補充されるエッチング液Ｅが決められた一定の範囲のシリコン濃度となるように第２設定量を定める。
このことにより、エッチング液Ｅ中のシリコン濃度を精度良く調整することができる。
なお、エッチング液中のシリコン濃度が低下しすぎた場合、シリコン調整用タンク１４内に収納されたエッチング処理後のエッチング液Ｅを一部外槽１０ｂ内へ供給することにより、エッチング液Ｅ中のシリコン濃度を高めて精度良く調整することができる。
このように、新規なエッチング液（Ｈ３ＰＯ４水溶液）が補充されたエッチング液を用いて、その後は同様にして新しいエッチング処理が行なわれる。
次に本発明の変形例について、図４により説明する。
上述した実施の形態において、制御装置１００がエッチング処理後に、切替弁２９、切替弁３２、排出部３０を作動させてエッチング液Ｅを第１設定量だけ排出し、Ｈ３ＰＯ４水溶液供給系１２およびＤＩＷ供給系１３を作動させて新規のエッチング液Ｅを外槽１０ｂ内へ補充する例を示したが、制御部１００はエッチング処理前に切替弁２９、切替弁３２、排出部３０を作動させてエッチング液Ｅを予め第１予備量だけ排出し、Ｈ３ＰＯ４水溶液供給系１２およびＤＩＷ供給系１３を作動させて予め第２予備量だけ新規のエッチング液Ｅを外槽１０ｂ内へ補充しても良い。
このようにエッチング処理前に、エッチング液Ｅを排出し、かつ新規なエッチング液Ｅを補充することにより、例えばエッチング液Ｅの最適シリコン濃度が１０ｐｐｍである場合、エッチング処理工程全体にわたってシリコン濃度を１０％前後に維持することができる。
なお、制御装置１００はエッチング液Ｅ中のシリコン濃度が決められた一定の範囲となるようにエッチング液Ｅを排出する第１予備量と、新規のエッチング液Ｅを補充する第２予備量を、予め定められたウエハＷの枚数および処理時間を含むエッチング処理レシピに基づいて決定する。
第２の実施の形態
次に図６により本発明の第２の実施の形態について説明する。
次に図６により本発明の第２の実施の形態について説明する。
図６に示す第２の実施の形態は、エッチング処理部としてエッチング液Ｅが貯留された処理槽１０を用いる代わりに、エッチング処理室４３と、エッチング処理室４３内に設けられ、ウエハＷを保持する回転自在の保持部４１と、保持部４１に保持されたウエハＷに対してエッチング液Ｅを供給するノズル（エッチング液供給部）４２とを有するエッチング処理部４０を用いたものである。
図６に示す第２の実施の形態において、図１乃至図５に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
図６に示すように、エッチング処理室４３内においてノズル４２からウエハＷに供給されたエッチング液Ｅは、エッチング処理室４３から循環ライン２０Ａを経て、調合タンク１５Ａへ送られる。
そして調合タンク１５Ａ内のエッチング液Ｅは、循環ライン２０Ａを経てエッチング処理室４３内のノズル４２へ循環して戻される。さらに循環ライン２０Ａには排出部３０が設けられている。
また調合タンク１５Ａには、Ｈ３ＰＯ４水溶液供給系１２からＨ３ＰＯ４水溶液が供給され、ＤＩＷ供給系１３からＤＩＷが供給され、この調合タンク１５Ａ内でＨ３ＰＯ４水溶液とＤＩＷが調合される。
図６において、例えばＨ３ＰＯ４水溶液供給系１２から８５％のＨ３ＰＯ４成分をもつＨ３ＰＯ４水溶液が調合タンク１５Ａ内へ供給され、調合タンク１５Ａ内でＤＩＷ供給系１３からのＤＩＷによって希釈されて６０％のＨ３ＰＯ４成分をもつＨ３ＰＯ４水溶液が得られる。
この場合、調合タンク１５Ａと、Ｈ３ＰＯ４水溶液供給系１２と、ＤＩＷ供給系１３とによって補充部１１が構成される。
また調合タンク１５Ａには、タンク循環ライン４５が接続され、このタンク循環ライン４５に循環ポンプ２１と、フィルタ２３と、温度コントローラ２２が順次設けられている。
またタンク循環ライン４５には、シリコン分の溶出成分濃度を測定する溶出成分測定部２５と、Ｈ３ＰＯ４の濃度を測定する濃度測定部２６と、エッチング液Ｅの温度を測定する温度測定部２７とが設けられている。
また循環ライン２０Ａには、ノズル４２の下流側に流量計２８が設けられている。
次にこのような構成からなるエッチング装置を用いたエッチング方法について説明する。
まず、エッチング処理室４３内にウエハＷが搬入され、このウエハＷはエッチング処理室４３内の保持部４１上に保持される。
保持部４１により保持されたウエハＷは、その後保持部４１により回転し、回転中のウエハＷにノズル４２からエッチング液Ｅが供給される。このようにして、エッチング液ＥによりウエハＷに対するエッチング処理が行なわれる。
ノズル４２から供給されたエッチング液Ｅは、その後エッチング処理室４３から循環ライン２０Ａを通り、調合タンク１５Ａを経てノズル４２へ戻される。
次にエッチング処理後のウエハＷは、エッチング処理室４３から外方へ排出される。
このようなエッチング処理を複数のウエハＷに対して順次行なうと、エッチング液Ｅ中へウエハＷからシリコン（Ｓｉ）分が溶出し、エッチング液の性状が悪化する。
本発明においては、このような場合に対応すべく、まず循環ライン２０Ａ中のエッチング液Ｅが排出部３０から排出される。次に補充部１１のＨ３ＰＯ４水溶液供給系１２と、ＤＩＷ供給系１３から各々Ｈ３ＰＯ４水溶液とＤＩＷが調合タンク１５Ａ内へ供給され、エッチング処理に供されたエッチング液Ｅ中へＨ３ＰＯ４水溶液が補充される。
具体的には一定量のウエハＷに対して、エッチング処理を施すことにより、ウエハＷから多量にシリコンが溶出し、エッチング液Ｅ中のシリコン濃度が例えば処理前の１０ｐｐｍから決められた範囲の１５ｐｐｍまで上昇する。
この間、循環ライン２０Ａ内のエッチング液Ｅについて、溶出成分測定部２５によりシリコン分の溶出成分濃度が測定され、濃度測定部２６によりＨ３ＰＯ４の濃度が測定され、温度測定部２７により温度が測定され、溶出成分測定部２５、濃度測定部２６および温度測定部２７からの信号は制御装置１００に送られる。
制御装置１００は一定量のウエハＷに対してエッチング処理が施され、エッチング液Ｅの性状が悪化した場合、エッチング処理を停止する。次に制御装置１００は排出部３０を駆動制御して、循環ライン２０Ａ中のエッチング液Ｅを第１設定量だけ排出する。
次に制御部１００は補充部１１のＨ３ＰＯ４水溶液供給系１２とＤＩＷ供給系１３を制御して、Ｈ３ＰＯ４水溶液供給系とＤＩＷ供給系１３から各々Ｈ３ＰＯ４水溶液とＤＩＷを調合タンク１５Ａ内へ供給し、エッチング処理に供されたエッチング液Ｅ中へＨ３ＰＯ４水溶液を補充する。
この場合、Ｈ３ＰＯ４水溶液供給系１２から８５％のＨ３ＰＯ４成分を持つＨ３ＰＯ４水溶液が供給され、このＨ３ＰＯ４水溶液はＤＩＷ供給系１３からのＤＩＷにより希釈される。
この結果として、調合タンク１５Ａには、６０％のＨ３ＰＯ４成分を持つ新規なＨ３ＰＯ４水溶液が補充されることになる。
この場合、調合タンク１５Ａには、６０％のＨ３ＰＯ４成分をもつＨ３ＰＯ４水溶液が第２設定量だけ補充される。
このようにして、エッチング液Ｅ中のシリコン濃度はエッチング処理前の濃度（１０％）まで低下し、エッチング液中のシリコン濃度を精度良く調整することができる。同時にエッチング液Ｅ中のＨ３ＰＯ４濃度も６０％に保たれる。
この間、制御装置１００は、排出部３０から排出されるエッチング液Ｅの第１設定量と、調合タンク１５Ａ内へ補充されるエッチング液Ｅの第２設定量を以下のように定める。
すなわち、制御装置１００は溶出分測定部２５からのシリコンの溶出成分濃度に基づいて、まず排出部３０から排出される第１設定量を定める。
次にこのようにして定めた第１設定量と、濃度測定部２６からのＨ３ＰＯ４濃度と、温度測定部２７からのエッチング液Ｅの温度とに基づいて、外槽１０ｂ内へ補充されるエッチング液Ｅの第２設定量を定める。
このことにより、エッチング液Ｅ中のシリコン濃度を精度良く調整することができる。
このように、新規なエッチング（Ｈ３ＰＯ４水溶液）が補充されたエッチング液を用いて、その後は同様にして次の所定枚数のウエハＷに対して新しいエッチング処理が行なわれる。
次に本発明の変形例について、説明する。
上述した実施の形態において、制御装置１００がエッチング処理後に、排出部３０を作動させてエッチング液Ｅを第１設定量だけ排出し、Ｈ３ＰＯ４水溶液供給系１２およびＤＩＷ供給系１３を作動させて新規のエッチング液Ｅを調合タンク１５Ａ内へ補充する例を示したが、制御部１００はエッチング処理前に排出部３０を作動させてエッチング液Ｅを予め第１予備量だけ排出し、Ｈ３ＰＯ４水溶液供給系１２およびＤＩＷ供給系１３を作動させて予め第２予備量だけ新規のエッチング液Ｅを調合タンク１５Ａ内へ補充しても良い。
このようにエッチング処理前に、エッチング液Ｅを排出し、かつ新規なエッチング液Ｅを補充することにより、例えばエッチング液Ｅの最適シリコン濃度が１０ｐｐｍである場合、エッチング処理工程全体にわたってシリコン濃度を１０％前後に維持することができる。
なお、制御装置１００はエッチング液Ｅを排出する第１予備量と、新規のエッチング液Ｅを補充する第２予備量を、予め定められた処理時間を含むエッチング処理レシピに基づいて決定する。
また、上述した実施の形態において、調合タンク１５Ａには図１のシリコン調整タンク１４と同様にエッチング処理後のシリコン分が溶出したエッチング液Ｅを貯留し、必要に応じてシリコン分が溶出したエッチング液Ｅを循環ライン２０Ａまたは調合タンク１５Ａに補充する図示しないシリコン調整タンクが設けられていてもよい。
Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）
Ｅ エッチング液
１０ 処理槽
１１ 補充部
１２ Ｈ３ＰＯ４水溶液供給系
１３ ＤＩＷ供給系
１４ シリコン調整用タンク
１５ 調合タンク
１５Ａ 調合タンク
２０ 循環ライン
２０Ａ 循環ライン
２１ 循環ポンプ
２２ 温度コントローラ
２３ フィルタ
２５ 溶出成分測定部
２６ 濃度測定部
２７ 温度測定部
３０ 排出部
３１ 排出ライン
３３ 連通ライン
４０ エッチング処理部
４１ 保持部
４２ ノズル
４３ エッチング処理室
Ｅ エッチング液
１０ 処理槽
１１ 補充部
１２ Ｈ３ＰＯ４水溶液供給系
１３ ＤＩＷ供給系
１４ シリコン調整用タンク
１５ 調合タンク
１５Ａ 調合タンク
２０ 循環ライン
２０Ａ 循環ライン
２１ 循環ポンプ
２２ 温度コントローラ
２３ フィルタ
２５ 溶出成分測定部
２６ 濃度測定部
２７ 温度測定部
３０ 排出部
３１ 排出ライン
３３ 連通ライン
４０ エッチング処理部
４１ 保持部
４２ ノズル
４３ エッチング処理室
Claims (13)
- エッチング処理部内に収納された被処理体に対してエッチング液を用いてエッチング処理を施すエッチング方法において、
エッチング処理部内で被処理体に対してエッチング液を供給しエッチング処理を施すとともに、エッチング処理に供されたエッチング液を溶出成分調整用タンクに送る工程と、 エッチング処理に供されたエッチング液をエッチング処理部から第１設定量だけ排出する工程と、
第１設定量だけ排出されたエッチング液中に、新規エッチング液を第２設定量だけ補充する工程と、を備え、
エッチング処理に供された被処理体から溶出されるエッチング液中の溶出成分濃度、エッチング液の濃度、およびエッチング液の温度を測定するとともに、この測定された溶出成分濃度、エッチング液の濃度およびエッチング液の温度に基づいて、第１設定量および第２設定量を求めてエッチング液の排出と新規エッチング液の補充が行われ、
測定されたエッチング液中の溶出成分濃度が一定の範囲より低下した場合、溶出成分調整用タンク内のエッチング処理に供されたエッチング液をエッチング処理部に供給してエッチング処理部のエッチング液中の溶出成分濃度を高めることを特徴とするエッチング方法。 - エッチング液を排出する第１設定量は被処理体からの溶出成分濃度により決定され、
新規エッチング液を補充する第２設定量は決定された第１設定量、エッチング液の濃度およびエッチング液の温度により決定されることを特徴とする請求項１記載のエッチング方法。 - エッチング処理部はエッチング液が貯留される処理槽からなり、被処理体は、処理槽内のエッチング液中に浸漬されてエッチング処理が行われ、処理槽内のエッチング処理に供されたエッチング液が排出され、処理槽内へ新規エッチング液が補充されることを特徴とする請求項１記載のエッチング方法。
- エッチング処理部は被処理体を収納保持する保持部を有し、
保持部に保持された被処理体に対してエッチング液がエッチング液供給部から供給され、エッチング液供給部から被処理体に供給されたエッチング液は循環ラインを経て再びエッチング液供給部へ戻され、
循環ライン中のエッチング液が排出され、
循環ライン中へ新規エッチング液が補充されることを特徴とする請求項１記載のエッチング方法。 - 被処理体に対してエッチング処理を施す前に、エッチング液を予め第１予備量だけ排出する工程と、その後に新規エッチング液を予め第２予備量だけ補充する工程を更に備えたことを特徴とする請求項１記載のエッチング方法。
- エッチング液を排出する第１予備量と、新規のエッチング液を補充する第２予備量は、エッチング処理中の被処理体の枚数、処理時間を含むエッチング処理レシピに応じて予め定められていることを特徴とする請求項５記載のエッチング方法。
- 被処理体に対してエッチング液を用いてエッチング処理を施すエッチング装置において、
被処理体を収納するエッチング処理部と、
エッチング処理に供されたエッチング液をエッチング処理部から第１設定量だけ排出する排出部と、
第１所定量だけ排出されたエッチング液中に、新規エッチング液を第２設定量だけ補充する補充部と、
エッチング処理に供された被処理体から溶出されるエッチング液中の溶出成分濃度を測定する溶出成分測定部と、
エッチング液の濃度を測定する濃度測定部と、
エッチング液の温度を測定する温度測定部と、
エッチング処理に供されたエッチング液を貯える溶出成分調整用タンクと、
排出部と補充部を制御する制御装置とを備え、制御装置は溶出成分測定部からの溶出成分濃度、濃度測定部からのエッチング液の濃度および温度測定部からのエッチング液の温度に基づいて、第１設定量および第２設定量を求めて排出部と補充部を制御するとともに、測定されたエッチング液中の溶出成分濃度が一定の範囲より低下した場合、溶出成分調整用タンク内のエッチング処理に供されたエッチング液をエッチング処理部に供給してエッチング処理部のエッチング液中の溶出成分濃度を高めることを特徴とするエッチング装置。 - 制御部はエッチング液を排出する第１設定量を被処理体からの溶出成分濃度により決定し、新規エッチング液を補充する第２設定量を決定された第１設定量、エッチング液の濃度およびエッチング液の温度により決定することを特徴とする請求項７記載のエッチング装置。
- エッチング処理部はエッチング液が貯留される処理槽からなり、被処理体は、処理槽内のエッチング液中に浸漬されてエッチング処理が行われ、処理槽内のエッチング処理に供されたエッチング液が排出部により排出され、処理槽内へ新規エッチング液が補充部により補充されることを特徴とする請求項７記載のエッチング装置。
- エッチング処理部は被処理体を収納保持する保持部を有し、
保持部に保持された被処理体に対してエッチング液を供給するエッチング液供給部が設けられ、
エッチング液供給部から被処理体に供給されたエッチング液を再びエッチング液供給部へ戻す循環ラインが設けられ、
循環ライン中のエッチング液が排出部により排出され、
循環ライン中へ新規エッチング液が補充部により補充されることを特徴とする請求項７記載のエッチング装置。 - 制御部は被処理体に対してエッチング処理を施す前に、エッチング液を予め第１予備量だけ排出部により排出するとともに、その後に新規エッチング液を予め第２予備量だけ補充部により補充する工程を更に備えたことを特徴とする請求項７記載のエッチング装置。
- 制御部はエッチング液を排出する第１予備量と、新規のエッチング液を補充する第２予備量を、エッチング処理中の被処理体の枚数、処理時間を含むエッチング処理レシピに応じて予め定めることを特徴とする請求項１１記載のエッチング装置。
- コンピュータにエッチング方法を実行させるためのコンピュータプログラムを格納した記憶媒体において、
エッチング方法は、
エッチング処理部内で被処理体に対してエッチング液を供給しエッチング処理を施すとともに、エッチング処理に供されたエッチング液を溶出成分調整用タンクに送る工程と、 エッチング処理に供されたエッチング液をエッチング処理部から第１設定量だけ排出する工程と、
第１設定量だけ排出されたエッチング液中に、新規エッチング液を第２設定量だけ補充する工程と、を備え、
エッチング処理に供された被処理体から溶出されるエッチング液中の溶出成分濃度、エッチング液の濃度、およびエッチング液の温度を測定するとともに、この測定された溶出成分濃度、エッチング液の濃度およびエッチング液の温度に基づいて、第１設定量および第２設定量を求めてエッチング液の排出と新規エッチング液の補充が行われ、
測定されたエッチング液中の溶出成分濃度が一定の範囲より低下した場合、溶出成分調整用タンク内のエッチング処理に供されたエッチング液をエッチング処理部に供給してエッチング処理部のエッチング液中の溶出成分濃度を高めることを特徴とする記憶媒体。
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