JP6952860B2 - Substrate processing equipment and substrate processing method - Google Patents
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Description
本開示は、基板処理装置、および基板処理方法に関する。 The present disclosure relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method.
特許文献1に記載の基板処理装置は、処理部と、循環ラインと、加熱部と、第1投入部とを備える。処理部は、リン酸とシリカ析出抑制剤とを含むエッチング液で、基板からシリコン窒化膜を除去する。循環ラインは、処理部に対してエッチング液を循環させる。加熱部は、エッチング液を加熱する。第1投入部は、循環ラインに設けられ、エッチング液中にシリカ析出抑制剤を投入する。
The substrate processing apparatus described in
本開示の一態様は、リン酸と添加剤との混合比を適宜変更できる、技術を提供する。 One aspect of the present disclosure provides a technique capable of appropriately changing the mixing ratio of phosphoric acid and additives.
本開示の一態様に係る基板処理装置は、
処理液で基板を処理する処理部と
前記処理液の原料である第1リン酸と添加剤とを決定された混合比で混合し、混合液を調製する混合部と、
前記混合部から前記処理部に前記混合液を送る送液ラインと、前記送液ラインの途中にて第2リン酸を供給する第2リン酸供給部とを含み、前記処理液の原料の混合比を補正する混合比補正部と、
前記第1リン酸と前記添加剤との第1混合比と、前記混合液と前記第2リン酸との第2混合比とを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、予め記憶した複数の混合比の中から、前記添加剤の比率が最高のものを前記第1混合比として決定する。
The substrate processing apparatus according to one aspect of the present disclosure is
With a processing unit that processes the substrate with the processing liquid
Mixed in first phosphate additive and mixing ratio determined for the raw material of the treatment liquid, a mixing unit for preparing a mixture,
A liquid feeding line for sending the mixed liquid from the mixing unit to the processing unit and a second phosphoric acid supply unit for supplying the second phosphoric acid in the middle of the liquid feeding line are included, and the raw materials of the treatment liquid are mixed. A mixing ratio correction unit that corrects the ratio, and
A control unit for controlling the first mixing ratio of the first phosphoric acid and the additive and the second mixing ratio of the mixed solution and the second phosphoric acid is provided.
The control unit determines the one having the highest ratio of the additive as the first mixing ratio from a plurality of mixing ratios stored in advance .
本開示の一態様によれば、リン酸と添加剤との混合比を適宜変更できる。 According to one aspect of the present disclosure, the mixing ratio of phosphoric acid and additives can be appropriately changed.
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In each drawing, the same or corresponding configurations may be designated by the same reference numerals and description thereof may be omitted.
図1は、一実施形態に係る基板処理装置を示す図である。図2は、一実施形態に係る処理液の原料の混合比を示す図である。図3Aは、一実施形態に係る基板の処理前の状態を示す断面図である。図3Bは、図3Aに示す基板の処理後の状態を示す断面図である。 FIG. 1 is a diagram showing a substrate processing apparatus according to an embodiment. FIG. 2 is a diagram showing a mixing ratio of raw materials for the treatment liquid according to the embodiment. FIG. 3A is a cross-sectional view showing a state of the substrate according to the embodiment before processing. FIG. 3B is a cross-sectional view showing a state of the substrate shown in FIG. 3A after processing.
基板処理装置1は、基板2を処理液3で処理する。基板2は、例えば図3Aに示すように、シリコンウエハ21と、シリコン酸化膜22と、シリコン窒化膜23とを含む。シリコン酸化膜22とシリコン窒化膜23とは、交互に繰り返し積層され、積層膜24を形成する。積層膜24とシリコンウエハ21との間には、不図示の導電膜などが形成される。積層膜24は、積層膜24を厚さ方向に貫通する開口部25を含む。
The
処理液3は、リン酸を含むものであり、積層膜24の開口部25に入り込み、図3Bに示すようにシリコン酸化膜22およびシリコン窒化膜23のうちのシリコン窒化膜23を選択的にエッチングし、除去する。エッチングの選択比は、処理液3中のシリコン濃度などで決まる。シリコン濃度が高いほど、選択比が向上する。一方で、シリコン濃度が飽和濃度を超えてしまうと、シリカが析出してしまう。そこで、処理液3は、シリカ析出抑制剤を含む。シリカ析出抑制剤は、シリカの析出を抑制する添加剤であって、一般的なものである。
The
処理液3は、積層膜24の開口部25に入り込み、シリコン窒化膜23をその面内方向にエッチングする。面内方向とは、厚さ方向と直交する方向である。シリコン窒化膜23のエッチングが進むにつれ、積層膜24の内部でシリコンが溶出する。溶出したシリコンは、主にシリコン濃度の勾配によって拡散し、積層膜24の開口部25を通り、積層膜24の外部に拡散する。積層膜24の表面26からの深さが深いほど、また、開口部25からの距離が遠いほど、拡散の距離が長くなるので、シリコン濃度が高くなる。
The
シリコン濃度は上記の通り場所によってばらつき、その最高値は基板2の処理液3によって処理されるパターン27で決まる。処理されるパターン27は、除去されるパターン、つまり、溶出したシリコンが拡散する通路のパターンである。パターン27は、3次元的なパターンである。
The silicon concentration varies depending on the location as described above, and the maximum value thereof is determined by the
基板2のパターン27は、積層膜24の積層数、および開口部25の間隔Sを含む。積層膜24の積層数が多いほど、また、開口部25の間隔Sが広いほど、拡散の距離が長くなるので、シリコン濃度の最高値が高くなる。
The
また、基板2のパターン27は、個々のシリコン窒化膜23の膜厚T、および開口部25の幅Wを含む。個々のシリコン窒化膜23の膜厚Tが小さいほど、また、開口部25の幅Wが狭いほど、シリコンが拡散する通路の幅が狭くなるので、シリコン濃度の最高値が高くなる。
Further, the
上記の通り、シリコン濃度の最高値は、基板2のパターン27で決まる。そこで、基板処理装置1は、基板2のパターン27に基づき、処理液3に含まれるシリカ析出抑制剤の濃度を変更する。例えば、シリコン濃度の最高値が高くなるほど、シリカ析出抑制剤の濃度を高くする。その結果、シリカの析出を抑制できる。
As described above, the maximum value of the silicon concentration is determined by the
基板処理装置1は、図1に示すように、例えば、混合部5と、混合比補正部6と、処理部7とを備える。混合部5は、処理液3の原料である第1リン酸とシリカ析出抑制剤とを予め定めた第1混合比(M:N)で混合し、混合液を調製する。混合比補正部6は、処理液3の原料の混合比を補正する。具体的には、混合比補正部6は、混合液と第2リン酸とを予め定めた第2混合比(Q1:Q2)で混合し、処理液3を調製する。混合比補正部6は、処理液3として、混合液と第2リン酸との両方を含むもの、または混合液のみを含むものを製造する。処理部7は、処理液3で基板2を処理する。
As shown in FIG. 1, the
混合部5は、混合タンク51と、第1リン酸供給部52と、第1添加剤供給部53とを有する。混合タンク51は、混合液を溜める。第1リン酸供給部52は、混合タンク51に対して第1リン酸を供給する。第1リン酸は、例えば水溶液の形態で供給する。第1添加剤供給部53は、混合タンク51に対してシリカ析出抑制剤を供給する。シリカ析出抑制剤は、例えば水溶液の形態で供給する。
The
第1添加剤供給部53は、例えば、計量タンク53aと、第1ポンプ53bと、第2ポンプ53cとを有する。計量タンク53aは、シリカ析出抑制剤を溜める。第1ポンプ53bは、シリカ析出抑制剤を計量タンク53aに対して供給する。第2ポンプ53cは、予め定めた量Vのシリカ析出抑制剤を、計量タンク53aから取り出し、混合タンク51に送る。その供給回数Nを変更することにより、第1混合比(M:N)を変更できる。混合タンク51に対する第1リン酸の供給量V×Mは一定であり、混合タンク51に対するシリカ析出抑制剤の供給量V×Nは可変である。なお、シリカ析出抑制剤の圧送は、N2圧送であってもよい。
The first
混合部5は循環ライン54を有してよく、循環ライン54は混合タンク51から取り出した混合液を、混合タンク51に戻す。また、混合部5は、循環ライン54の途中に、循環ポンプ55と、循環フィルター56とを有してよい。循環ポンプ55は、混合液を圧送する。循環フィルター56は、混合液に含まれるパーティクルを捕集する。
The
混合部5は、循環ライン54の途中に、方向切替弁57を有してよい。方向切替弁57は、混合液の流れる方向を、混合タンク51に戻す第1方向と、混合比補正部6に送る第2方向とに切り替える。第1方向に向かう流れと、第2方向に向かう流れとの両方を、循環ポンプ55によって形成でき、ポンプの数を低減できる。
The
混合部5は排液部58を有してよく、排液部58は混合タンク51から基板処理装置1の外部に混合液を排出する。第1混合比(M:N)を変更する時に、旧い第1混合比(M:N)の混合液を混合タンク51から排出したうえで、新しい第1混合比(M:N)の混合液を混合タンク51にて調製できる。
The
混合部5は残液計測部59を有してよく、残液計測部59は混合タンク51に残存する混合液の液量を計測する。残液の液量を計測すれば、混合タンク51が空になる前に、適切なタイミングで混合タンク51に混合液を補給できる。
The
混合部5は、混合タンク51を複数有してよい。詳しくは後述するが、複数の混合タンク51の役割を入れ替えることにより、複数の混合タンク51が同時に空になるのを防止でき、混合液の不足によって基板2の処理が中断するのを防止できる。また、小さな容量の混合タンク51で、基板2の処理を連続的に実施できる。
The
混合比補正部6は、送液ライン61と、第2リン酸供給部62とを有する。送液ライン61は、混合部5から処理部7に混合液を送る。第2リン酸供給部62は、送液ライン61の途中にて第2リン酸を供給する。第2リン酸は、例えば水溶液の形態で供給する。第2リン酸水溶液のリン酸濃度と、第1リン酸水溶液のリン酸濃度とは、同一であるが、異なってもよい。第2リン酸の供給によって、シリカ析出抑制剤が希釈され、シリカ析出抑制剤の比率の低い処理液3が製造される。
The mixing
混合比補正部6は、第1流量計63と、第2流量計64とを有する。第1流量計63は、混合液と第2リン酸との合流前に、混合液の流量Q1を計測する。その流量Q1は、シリカ析出抑制剤の流量q1と第1リン酸の流量q2との和である(図2参照)。第1リン酸とシリカ析出抑制剤との流量比(q2:q1)は、第1混合比(M:N)と同じである。第2流量計64は、混合液と第2リン酸との合流前に、第2リン酸の流量Q2を計測する。
The mixing
混合比補正部6は、送液ライン61の途中に、バッファタンク65を有してよい。バッファタンク65は、混合液と第2リン酸とを一時的に溜める。溜めることによって、混合液と第2リン酸との混合ムラを低減でき、リン酸とシリカ析出抑制剤との混合比(q2+Q2:q1)を安定化できる。
The mixing
混合比補正部6は、バッファタンク65から取り出した処理液3を、バッファタンク65に戻す循環ライン66を有してよい。混合比補正部6は、循環ライン66の途中に、循環ポンプ67と、温調器68と、循環フィルター69とを有してよい。循環ポンプ67は、処理液3を圧送する。温調器68は、処理液3の温度を調節する。例えば、温調器68は、処理液3を加熱するヒータを含む。処理液3の温度は、例えば処理液3の沸点に設定される。なお、温調器68は、処理液3を冷却するクーラーをさらに含んでもよい。循環フィルター69は、処理液3に含まれるパーティクルを捕集する。
The mixing
送液ライン61は、上流ライン61aと、下流ライン61bとを有する。上流ライン61aは複数の混合タンク51とバッファタンク65とを接続し、複数の下流ライン61bはバッファタンク65と複数の処理部7とを接続する。複数の下流ライン61bは、複数の処理部7に対して個別に混合液を送液するので、処理部7毎に処理液3の流量を変更できる。図1に示す下流ライン61bが、特許請求の範囲に記載の個別配管に相当する。複数の下流ライン61bは、個別に、例えば循環ライン66から処理部7まで延びる。
The
なお、混合比補正部6は、図1に示すようにバッファタンク65を有するが、図11に示すように有しなくてもよい。図11に示す第2リン酸供給部62は、上流ライン61aと下流ライン61bとの接続点にて、第2リン酸を供給する。第2リン酸は、第1リン酸およびシリカ析出抑制剤と共に、下流ライン61bに沿って流れる。下流ライン61bは、途中から分岐し、複数の処理部7まで延びる。
The mixing
図4は、一実施形態に係る処理部を示す図である。図4において、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向は互いに垂直な方向である。X軸方向およびY軸方向は水平方向、Z軸方向は鉛直方向である。 FIG. 4 is a diagram showing a processing unit according to an embodiment. In FIG. 4, the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction are perpendicular to each other. The X-axis direction and the Y-axis direction are the horizontal direction, and the Z-axis direction is the vertical direction.
処理部7は、例えば複数枚の基板2を同時に処理液3で処理するバッチ式であって、処理槽71を有する。処理槽71は処理液3を貯留し、複数枚の基板2は処理槽71の内部で処理液3に浸漬され、処理液3によって処理される。
The
処理槽71は、例えば二重槽であって、処理液3を貯留する内槽71aと、内槽71aからオーバーフローした処理液3を回収する外槽71bとを有する。複数枚の基板2は、内槽71aの内部で処理液3に浸漬され、処理液3によって処理される。
The
処理部7は循環ライン72を有し、循環ライン72は外槽71bから取り出した処理液3を、内槽71aに送る。また、処理部7は、循環ライン72の途中に、循環ポンプ73と、温調器74と、循環フィルター75とを有する。循環ポンプ73は、処理液3を圧送する。温調器74は、処理液3の温度を調節する。例えば、温調器74は、処理液3を加熱するヒータを含む。処理液3の温度は、例えば処理液3の沸点に設定される。なお、温調器74は、処理液3を冷却するクーラーをさらに含んでもよい。循環フィルター75は、処理液3に含まれるパーティクルを捕集する。
The
処理部7は内槽71aの内部に水平管76を有し、水平管76は循環ライン72から送られる処理液3を、内槽71aの内部に供給する。水平管76は、X軸方向に延びており、Y軸方向に間隔をおいて複数本設けられる。複数本の水平管76はその長手方向に間隔をおいて複数の吐出口を有し、複数の吐出口はそれぞれ真上に向けて処理液3を吐出する。これにより、カーテン状の上昇流を内槽71aの内部に形成できる。
The
処理部7は基板保持部77を有し、基板保持部77は複数枚の基板2をX軸方向に間隔をおいて保持しながら、待機位置と処理位置との間で昇降する。待機位置は、複数枚の基板2を不図示の搬送装置に対して受け渡す位置であり、処理位置の上方に設定される。処理位置は、複数枚の基板2を処理液3に浸漬する位置である。基板保持部77は、待機位置で処理前の基板2を搬送装置から受け取り、次いで処理位置まで下降し、所定時間経過後に再び待機位置まで上昇し、待機位置で処理後の基板2を搬送装置に引き渡す。その後、同じ動作が繰り返される。
The
基板2の処理中には、シリコン窒化膜23のエッチングが進むので、シリコンが基板2から徐々に溶出する。そこで、シリコン濃度を許容範囲内に維持すべく、基板2の処理中に、新しい処理液3と旧い処理液3との入れ替え、つまり、新しい処理液3の供給と旧い処理液3の排出とが行われる。
During the processing of the
処理部7は液供給部78を有し、液供給部78は新しい処理液3を混合比補正部6から処理部7に導入する。液供給部78は例えば開閉弁と流量制御器とを有し、開閉弁が開放されると、新しい処理液3が処理部7に供給される。その供給量は、流量制御器によって制御される。
The
また、処理部7は排液部79を有し、排液部79は旧い処理液3を処理部7から排出する。排液部79は例えば開閉弁と流量制御器とを有し、開閉弁が開放されると、旧い処理液3が処理部7から排出される。その排出量は、流量制御器によって制御される。
Further, the
基板2の処理中に、処理部7に供給される新しい処理液3の流量Q3(L/min)と、処理部7から排出される旧い処理液3の流量Q3(L/min)とは等しくてよい。新しい処理液3と旧い処理液3とを等量で入れ替えるので、処理槽71の液量を一定に維持できる。
The flow rate Q3 (L / min) of the
新しい処理液3のシリコン濃度は、目標濃度(体積%)に比べて低く、例えばゼロである。一方、旧い処理液3のシリコン濃度は、例えば目標濃度である。新しい処理液3と旧い処理液3とのシリコン濃度の差と、流量Q3との積が、処理部7から排出されるシリコンの流量である。その流量は、処理部7において基板2から溶出するシリコンの流量に等しい。その結果、処理液3のシリコン濃度を許容範囲内に維持できる。
The silicon concentration of the
処理部7は第2添加剤供給部80を有し、第2添加剤供給部80はシリコン濃度調節剤を処理槽71に対して供給する。シリコン濃度調節剤は、処理液3のシリコン濃度を調節する添加剤である。シリコン濃度調節剤は、シリコン化合物などの一般的なものである。シリコン濃度調節剤は、水溶液の形態で供給する。
The
第2添加剤供給部80は、例えば新しい処理液3を空の処理槽71に供給した後、新しい処理液3で基板2を処理する前に、シリコン濃度調節剤を処理槽71に対して供給する。新しい処理液3のシリコン濃度は、上記の通り、目標濃度よりも低いからである。シリコン濃度調節剤を処理槽71に対して供給することにより、処理液3のシリコン濃度を目標濃度まで上昇でき、選択比を向上できる。
The second
制御部9は、例えばコンピュータであり、図1に示すように、CPU(Central Processing Unit)91と、メモリなどの記憶媒体92とを備える。記憶媒体92には、基板処理装置1において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部9は、記憶媒体92に記憶したプログラムをCPU91に実行させることにより、基板処理装置1の動作を制御する。また、制御部9は、入力インターフェース93と、出力インターフェース94とを備える。制御部9は、入力インターフェース93で外部からの信号を受信し、出力インターフェース94で外部に信号を送信する。
The
上記プログラムは、例えばコンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記憶され、その記憶媒体から制御部9の記憶媒体92にインストールされる。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、例えば、ハードディスク(HD)、フレキシブルディスク(FD)、コンパクトディスク(CD)、マグネットオプティカルデスク(MO)、メモリーカードなどが挙げられる。なお、プログラムは、インターネットを介してサーバからダウンロードされ、制御部9の記憶媒体92にインストールされてもよい。
The program is stored in, for example, a computer-readable storage medium, and is installed from the storage medium in the
図5は、一実施形態に係る基板処理装置の動作を示す図である。図5に示すように、複数の処理部7は、基板2の処理を実施すると共に、シリコン濃度の維持を実施する。シリコン濃度の維持は、新しい処理液3と旧い処理液3との入れ替え、つまり、新しい処理液3の供給と旧い処理液3の排出とを含む。
FIG. 5 is a diagram showing the operation of the substrate processing apparatus according to the embodiment. As shown in FIG. 5, the plurality of
混合部5は、新しい処理液3を複数の処理部7に供給すべく、一の混合タンク51から調製済みの混合液を取り出し、処理部7に向けて送る。また、第2リン酸供給部62は、新しい処理液3を処理部7に供給すべく、第2リン酸を送液ライン61の途中に供給する。第2リン酸と第1リン酸とシリカ析出抑制剤とは、送液ライン61の途中にて混合され、処理液3として処理部7に送られる。
The
混合部5は、一の混合タンク51から調製済みの混合液を取り出し、処理部7に向けて送る間に、他の一の混合タンク51にて混合液を調製する。複数の混合タンク51の役割を入れ替えるので、複数の混合タンク51が同時に空になるのを防止でき、混合液の不足によって基板2の処理が中断するのを防止できる。また、小さな容量の混合タンク51で、基板2の処理を連続的に実施できる。
The
また、混合部5は、複数の混合タンク51の中で、処理部7に向けて調製済みの混合液を送り出すものを、予め定めた順番で切り替える。複数の混合タンク51の役割を入れ替えるので、複数の混合タンク51が同時に空になるのを防止でき、混合液の不足によって基板2の処理が中断するのを防止できる。また、小さな容量の混合タンク51で、基板2の処理を連続的に実施できる。
Further, the mixing
図6は、一実施形態に係る混合液の調製を示すフローチャートである。制御部9は、混合液の調製指令を受けると、図6に示す処理を実施する。混合液の調製指令は、混合タンク51に残る混合液の液量が閾値を下回る時に作成される。混合液の調製指令は、第1混合比(M:N)を変更する時にも作成される。制御部9は、先ず、基板2のパターン27などに基づき、第1混合比(M:N)を決定する(S101)。
FIG. 6 is a flowchart showing the preparation of the mixed solution according to the embodiment. Upon receiving the command for preparing the mixture, the
処理液3の原料の混合比、例えばリン酸とシリカ析出抑制剤との混合比は、パターン27毎に最適値が異なる。そこで、処理液3の原料の混合比は、パターン27毎に、予め実験等で決められ、予め記憶媒体92に記憶される。以下、処理液3の原料の混合比は、リン酸の比率Mを固定して表現する。
The optimum value of the mixing ratio of the raw materials of the
処理液3の原料の混合比は、パターン27以外の処理条件にも依存しうる。処理条件は、(1)基板処理装置1の使用者が変更できる条件、つまり使用者が制御部9に入力できる条件と、(2)基板処理装置1の使用者が変更できない条件、つまり基板処理装置1の構造で決まる条件とを含む。(1)使用者が制御部9に入力できる条件は、例えば、基板2のパターン27の他に、基板2の処理時間、および一バッチ当たりの基板2の枚数などである。(2)基板処理装置1の構造で決まる条件は、例えば、処理槽71の容量、処理槽71の数、混合タンク51の容量、混合タンク51の数、および送液ライン61の最大流量などである。送液ライン61の最大流量は、例えば、配管の長さや口径などで決まる。
The mixing ratio of the raw materials of the
リン酸とシリカ抑制剤との混合比は、上記の通り、基板2のパターン27以外の、基板2の処理条件にも依存しうる。そこで、処理液3の原料の混合比は、基板2の処理条件毎に、予め実験等で決められ、予め記憶媒体92に記憶される。この場合。制御部9は、基板2の処理条件に基づき、第1混合比(M:N)を決定する(S101)。
As described above, the mixing ratio of phosphoric acid and the silica inhibitor may depend on the processing conditions of the
具体的には、制御部9は、予め記憶した複数の混合比の中から、シリカ析出抑制剤の比率が最高のものを、第1混合比(M:N)として決定する。シリカ析出抑制剤の比率は、後述するように第2リン酸の供給によって低減できるからである。上記比率が最高のものを第1混合比(M:N)として決定するので、第1混合比(M:N)を頻繁に変更せずに済み、混合液の廃棄量を低減できる。
Specifically, the
ところで、新世代の半導体装置を製造すべく、基板2のパターン27が更新され、例えば積層膜24の積層数が増えると、上記の通り、シリコン濃度の最高値が高くなるので、シリカ析出抑制剤の最適な比率が高くなる。この場合、最適な混合比が、新たに実験等で決定され、新たに記憶媒体92に記憶される。リン酸とシリカ析出抑制剤の混合比も、使用者が制御部9に入力できる条件である。
By the way, when the
制御部9は、上記の通り、基板2のパターン27に基づき、第1混合比(M:N)を決定する(S101)。また、制御部9は、上記の通り、予め記憶した複数の混合比の中から、シリカ析出抑制剤の比率が最高のものを、第1混合比(M:N)として決定する。第1混合比(M:N)を適宜更新すれば、新世代の半導体装置をも製造でき、半導体装置の世代交代によって基板処理装置1の寿命が尽きるのを防止できる。
As described above, the
制御部9は、第1混合比(M:N)の決定(S101)の後、混合タンク51からの液抜き(S102)を実施する。第1混合比(M:N)を変更する場合、旧い第1混合比(M:N)の混合液がなくなるまで、液抜きが行われる。一方、第1混合比(M:N)を変更しない場合、後にV×M(L)の第1リン酸とV×N(L)のシリカ析出抑制剤とを混合タンク51に対して供給できる程度に、液抜きが行われる。制御部9は、混合タンク51の液抜き(S102)の後、V×M(L)の第1リン酸を、混合タンク51に対して供給する(S103)。
After determining the first mixing ratio (M: N) (S101), the
制御部9は、混合タンク51からの液抜き(S102)を実施する間に、シリカ析出抑制剤の計量(S104)の少なくとも一部を行う。シリカ析出抑制剤の計量(S104)は、計量タンク53aに対するシリカ析出抑制剤の注入を含む。混合タンク51からの液抜き(S102)と、シリカ析出抑制剤の計量(S104)の少なくとも一部とを同時に実施するので、混合液の調製にかかる時間を短縮できる。
The
制御部9は、シリカ析出抑制剤の計量(S104)の後に、V(L)のシリカ析出抑制剤を計量タンク53aから取り出し、混合タンク51に供給する(S105)。その後、制御部9は、累積の供給回数をチェックする(S106)。供給回数がN回未満である場合(S106、NO)、シリカ析出抑制剤の供給量が足りないので、制御部9はS104に戻り、S104以降の処理を繰り返し行う。一方、供給回数がN回である場合(S106、YES)、V×N(L)のシリカ析出抑制剤が供給済みなので、制御部9は今回の処理を終了する。
After the measurement of the silica precipitation inhibitor (S104), the
なお、制御部9は、混合タンク51からの液抜き(S102)の終了後、混合液の循環を開始してよい。混合液の循環によって、混合ムラを低減できる。混合液の循環は、第1リン酸およびシリカ析出抑制剤の供給終了から、予め定めた時間が経過するまで実施される。混合液に含まれるパーティクルを除去できる。
The
図7は、一実施形態に係る第1混合比(M:N)と供給回数Nとの関係を示す図である。図7に示すように、制御部9は、供給回数Nを制御し、第1混合比(M:N)を制御する。V×M(L)は一定であるので、制御部9はV×N(L)を制御し、第1混合比(M:N)を制御する。
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the first mixing ratio (M: N) and the number of times of supply N according to one embodiment. As shown in FIG. 7, the
図8は、一実施形態に係る処理部に対する混合液の供給を示すフローチャートである。制御部9は、処理部7に対する混合液の供給指令を受けると、図8に示す処理を実施する。供給指令は、例えば基板2の処理を開始する時に生成される。基板2の処理中にシリコン濃度を維持すべく、新しい処理液3と旧い処理液3との入れ替えが実施される。
FIG. 8 is a flowchart showing the supply of the mixed liquid to the processing unit according to the embodiment. When the
基板2の処理方式がバッチ式の場合、処理液3の原料の混合比、例えばリン酸(第1リン酸および第2リン酸)とシリカ析出抑制剤との混合比を変更する時にも、供給指令が作成され、新しい混合比の処理液3が処理槽71に溜められる。この場合、新しい混合比の処理液3を処理槽71に溜める前に、旧い混合比の処理液3を処理槽71から排出する液抜きが行われる。
When the treatment method of the
制御部9は、先ず、処理液3で処理する基板2のパターン27などに基づき、処理液3の原料の混合比を決め、決めた混合比を実現すべく、第2混合比(Q1:Q2)を決定する(S201)。混合液の流量Q1は、図2に示すようにシリカ析出抑制剤の流量q1と第1リン酸の流量q2との和である。第1リン酸とシリカ析出抑制剤との流量比(q2:q1)は、第1混合比(M:N)と同じである。
First, the
図9は、一実施形態に係る処理液の原料の混合比と、第2混合比(Q2:Q1)との関係を示す図である。図9に示すように、Q2/Q1が増え、Q2/q2が増えるほど、シリカ析出抑制剤の比率が相対的に低下する。 FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the mixing ratio of the raw materials of the treatment liquid according to the first embodiment and the second mixing ratio (Q2: Q1). As shown in FIG. 9, as Q2 / Q1 increases and Q2 / q2 increases, the ratio of the silica precipitation inhibitor decreases relatively.
なお、処理液3の原料の混合比は、上記の通り、基板2のパターン27以外の、基板2の処理条件にも依存するので、その他の処理条件に基づいて決定されてもよい。
As described above, the mixing ratio of the raw materials of the
制御部9は、第2混合比(Q1:Q2)の決定の後、Q1とQ2のそれぞれを決める(S202)。Q1およびQ2は、供給指令の目的に応じて決められる。先ず、供給指令の目的が、基板2の処理中にシリコン濃度を維持することである場合について、図10を参照して説明する。
After determining the second mixing ratio (Q1: Q2), the
図10は、一実施形態に係る一バッチ当たりの基板の枚数と、Q1とQ2の和(Q1+Q2)との関係を示す図である。基板2から溶出するシリコンの流量は基板2の枚数に比例するので、Q1+Q2は図10に示すように基板2の枚数に比例する。
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the number of substrates per batch according to the embodiment and the sum of Q1 and Q2 (Q1 + Q2). Since the flow rate of silicon eluted from the
一方、供給指令の目的が、新しい混合比の処理液3を処理槽71に溜めることである場合、溜める時間を短縮すべく、Q1+Q2は送液ライン61の最大流量であってよい。送液ライン61の最大流量は、上記の通り、配管の長さや口径などで決まる。
On the other hand, when the purpose of the supply command is to store the
図8に示すように、制御部9は、Q2がゼロであるか否かをチェックする(S203)。Q2がゼロである場合(S203、YES)、第2リン酸の供給が不要であるので、制御部9は混合液のみを処理部7に供給する(S204)。一方、Q2がゼロではない場合(S203、NO)、制御部9は混合液と第2リン酸とを処理部7に供給する(S205)。
As shown in FIG. 8, the
混合液の供給(S204)、または混合液と第2リン酸との供給(S205)は、供給指令の目的が達成されるまで実施される。その後、制御部9は今回の処理を終了する。
The supply of the mixture (S204) or the supply of the mixture and the second phosphoric acid (S205) is carried out until the object of the supply command is achieved. After that, the
以上、本開示に係る基板処理装置および基板処理方法の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態などに限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、および組合わせが可能である。それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。 Although the embodiment of the substrate processing apparatus and the substrate processing method according to the present disclosure has been described above, the present disclosure is not limited to the above-described embodiment and the like. Various changes, modifications, replacements, additions, deletions, and combinations are possible within the scope of the claims. Of course, they also belong to the technical scope of the present disclosure.
上記実施形態の制御部9はリン酸とシリカ析出抑制剤の混合比を制御するが、添加剤の種類はシリカ析出抑制剤に限定されない。例えば、制御部9は、リン酸とシリコン濃度調節剤の混合比を制御してもよい。この場合、第1添加剤供給部53は、添加剤として、シリコン濃度調節剤を混合タンク51に対して供給する。
The
リン酸とシリコン濃度調節剤の混合比も、リン酸とシリカ析出抑制剤の混合比と同様に、基板2の処理条件毎に最適値が異なる。例えば、積層膜24の積層数が増えると、上記の通り、シリコン濃度の最高値が高くなるので、シリカ濃度調節剤の最適な比率が低くなる。また、一バッチ当たりの基板2の枚数が増えるほど、基板2から溶出するシリコンの流量が増え、シリコン濃度の最高値が高くなるので、シリカ濃度調節剤の最適な比率が低くなる。
The optimum value of the mixing ratio of phosphoric acid and the silicon concentration adjusting agent also differs depending on the treatment conditions of the
そこで、リン酸とシリコン濃度調節剤の混合比も、リン酸とシリカ析出抑制剤の混合比と同様に、基板2の処理条件毎に、予め実験等で決められ、予め記憶媒体92に記憶される。制御部9は、予め記憶した複数の混合比の中から、シリコン濃度調節剤の比率が最高のものを、第1混合比(M:N)として決定する。シリコン濃度調節剤の比率は、第2リン酸の供給によって低減できるからである。上記比率が最高のものを第1混合比(M:N)として決定するので、第1混合比(M:N)を頻繁に変更せずに済み、混合液の廃棄量を低減できる。
Therefore, the mixing ratio of the phosphoric acid and the silicon concentration adjusting agent is also determined in advance by experiments or the like for each treatment condition of the
また、上記実施形態の基板2はシリコンウエハ21、シリコン酸化膜22およびシリコン窒化膜23を含むが、基板2の構成は特に限定されない。例えば、基板2は、シリコンウエハ21の代わりに、炭化珪素基板、酸化ガリウム基板、または窒化ガリウム基板などを含んでもよい。
Further, the
また、上記実施形態の処理部7はバッチ式であるが、枚葉式であってもよい。枚葉式の処理部7は、例えばスピンチャックと、ノズルと、カップとを有する。スピンチャックは、基板を保持した状態で回転する。ノズルは、スピンチャックと共に回転する基板2に対して処理液3を供給する。処理液3は、基板2の中心部に供給され、遠心力によって基板2の径方向外方に濡れ広がる。カップは、基板2の外周から飛散する処理液3を回収する。
Further, although the
1 基板処理装置
2 基板
22 シリコン酸化膜
23 シリコン窒化膜
24 積層膜
25 開口部
27 パターン
3 処理液
5 混合部
51 混合タンク
52 第1リン酸供給部
53 第1添加剤供給部
54 循環ライン
6 混合比補正部
61 送液ライン
61a 上流ライン
61b 下流ライン(個別配管)
62 第2リン酸供給部
65 バッファタンク
66 循環ライン
7 処理部
9 制御部
1
62 Pyrophosphoric
Claims (17)
前記処理液の原料である第1リン酸と添加剤とを決定された混合比で混合し、混合液を調製する混合部と、
前記混合部から前記処理部に前記混合液を送る送液ラインと、前記送液ラインの途中にて第2リン酸を供給する第2リン酸供給部とを含み、前記処理液の原料の混合比を補正する混合比補正部と、
前記第1リン酸と前記添加剤との第1混合比と、前記混合液と前記第2リン酸との第2混合比とを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、予め記憶した複数の混合比の中から、前記添加剤の比率が最高のものを前記第1混合比として決定する、基板処理装置。 With a processing unit that processes the substrate with the processing liquid
Mixed in first phosphate additive and mixing ratio determined for the raw material of the treatment liquid, a mixing unit for preparing a mixture,
A liquid feeding line for sending the mixed liquid from the mixing unit to the processing unit and a second phosphoric acid supply unit for supplying the second phosphoric acid in the middle of the liquid feeding line are included, and the raw materials of the treatment liquid are mixed. A mixing ratio correction unit that corrects the ratio, and
A control unit for controlling the first mixing ratio of the first phosphoric acid and the additive and the second mixing ratio of the mixed solution and the second phosphoric acid is provided.
The control unit is a substrate processing apparatus that determines as the first mixing ratio the one having the highest ratio of the additive from a plurality of mixing ratios stored in advance.
前記送液ラインは、複数の前記処理部に対して個別に前記混合液を送液する個別配管を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の基板処理装置。 A plurality of the processing units are provided.
The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 5 , wherein the liquid feeding line includes individual pipes for individually feeding the mixed liquid to the plurality of processing units.
前記混合液と第2リン酸とを第2混合比で混合し、前記処理液の原料の混合比を補正することと、
前記処理液で基板を処理することと、を含む、基板処理方法であって、
予め記憶した複数の混合比の中から、前記添加剤の比率が最高のものを前記第1混合比として決定することを含む、基板処理方法。 The first phosphoric acid, which is the raw material of the treatment liquid, and the additive are mixed at the first mixing ratio to prepare a mixed liquid.
To correct the mixing ratio of the raw materials of the treatment liquid by mixing the mixed liquid and the second phosphoric acid at the second mixing ratio.
Including, the method comprising treating the substrate with the treatment liquid, a substrate processing method,
A substrate processing method comprising determining as the first mixing ratio the one having the highest ratio of the additive from a plurality of mixing ratios stored in advance.
前記積層膜は、前記積層膜を厚さ方向に貫通する開口部を有し、
前記処理液は、前記シリコン酸化膜と前記シリコン窒化膜のうちの、前記シリコン窒化膜を選択的にエッチングする、請求項9〜14のいずれか1項に記載の基板処理方法。 The substrate contains a laminated film containing alternating silicon oxide films and silicon nitride films.
The laminated film has an opening that penetrates the laminated film in the thickness direction.
The substrate processing method according to any one of claims 9 to 14 , wherein the treatment liquid selectively etches the silicon nitride film among the silicon oxide film and the silicon nitride film.
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