JP6961058B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Description

開示の実施形態は、基板処理装置および基板処理方法に関する。

従来、基板処理装置において、リン酸処理液に基板を浸漬することで、基板上に形成されたシリコン窒化膜（ＳｉＮ）とシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）のうち、シリコン窒化膜を選択的にエッチングするエッチング処理を行うことが知られている（特許文献１参照）。

上記エッチング処理においては、リン酸処理液のシリコン濃度が高くなると、シリコン窒化膜をエッチングする選択性が向上することが知られている。一方、リン酸処理液のシリコン濃度が高過ぎると、シリコン酸化膜上にシリコン酸化物（ＳｉＯ２）が析出することが知られている。

そのため、上記基板処理装置では、リン酸処理液のシリコン濃度が一定の範囲内となるように調整されている。

特開２０１３−２３２５９３号公報

しかしながら、上記基板処理装置においては、シリコン窒化膜をエッチングする選択性を向上させつつ、シリコン酸化物の析出を抑制する点で改善の余地がある。

実施形態の一態様は、シリコン窒化膜をエッチングする選択性を向上させつつ、シリコン酸化物の析出を抑制する基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係る基板処理装置は、基板処理槽と、リン酸処理液供給部と、ＳｉＯ２析出防止剤供給部と、混合部と、温調タンクとを備える。リン酸処理液供給部は、基板処理槽におけるエッチング処理で使用されるリン酸処理液を供給する。ＳｉＯ２析出防止剤供給部は、ＳｉＯ２析出防止剤を供給する。混合部は、リン酸処理液にＳｉＯ２析出防止剤を混合する。温調タンクは、リン酸処理液供給部に接続する。リン酸処理液供給部は、リン酸処理液を温調タンクに送液するリン酸処理液供給ラインを有する。ＳｉＯ２析出防止剤供給部は、ＳｉＯ２析出防止剤供給ラインを有する。リン酸処理液供給ラインとＳｉＯ２析出防止剤供給ラインとは、混合部を介して接続される。混合部により常温のリン酸処理液にＳｉＯ２析出防止剤が混合される。ＳｉＯ２析出防止剤が混合されたリン酸処理液は、温調タンクにより温調され、その後、基板処理槽に供給される。

実施形態の一態様によれば、シリコン窒化膜をエッチングする選択性を向上させつつ、シリコン酸化物の析出を抑制することができる。

図１は、基板処理装置の概略平面図である。 図２は、第１実施形態に係るエッチング用の処理槽の構成を示す概略ブロック図である。 図３は、第１実施形態に係るＳｉＯ２析出防止剤の供給方法を説明するフローチャートである。 図４は、第２実施形態に係るエッチング用の処理槽を示す概略ブロック図である。 図５は、第２実施形態に係るＳｉＯ２析出防止剤の供給方法を説明するフローチャートである。 図６は第３実施形態に係るエッチング用の処理槽を示す概略ブロック図である。 図７は、第３実施形態に係るミキサーの概略構成断面図である。 図８は、第３実施形態に係るＳｉＯ２析出防止剤の供給方法を説明するフローチャートである。 図９は、第４実施形態に係るエッチング用の処理槽を示す概略ブロック図である。 図１０は、第４実施形態に係るミキサーの概略構成断面図である。 図１１は、第４実施形態に係るＳｉＯ２析出防止剤の供給方法を説明するフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する基板処理装置および基板処理方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

（第１実施形態）
図１に示すように、第１実施形態に係る基板処理装置１は、キャリア搬入出部２と、ロット形成部３と、ロット載置部４と、ロット搬送部５と、ロット処理部６と、制御部１００とを有する。図１は、基板処理装置１の概略平面図である。ここでは、水平方向に直交する方向を上下方向として説明する。

キャリア搬入出部２は、複数枚（例えば、２５枚）の基板（シリコンウエハ）８を水平姿勢で上下に並べて収容したキャリア９の搬入、および搬出を行う。

キャリア搬入出部２には、複数個のキャリア９を載置するキャリアステージ１０と、キャリア９の搬送を行うキャリア搬送機構１１と、キャリア９を一時的に保管するキャリアストック１２，１３と、キャリア９を載置するキャリア載置台１４とが設けられている。

キャリア搬入出部２は、外部からキャリアステージ１０に搬入されたキャリア９を、キャリア搬送機構１１を用いてキャリアストック１２や、キャリア載置台１４に搬送する。すなわち、キャリア搬入出部２は、ロット処理部６で処理する前の複数枚の基板８を収容するキャリア９を、キャリアストック１２や、キャリア載置台１４に搬送する。

キャリアストック１２は、ロット処理部６で処理する前の複数枚の基板８を収容するキャリア９を、一時的に保管する。

キャリア載置台１４に搬送され、ロット処理部６で処理する前の複数枚の基板８を収容するキャリア９からは、後述する基板搬送機構１５によって複数枚の基板８が搬出される。

また、キャリア載置台１４に載置され、基板８を収容していないキャリア９には、基板搬送機構１５から、ロット処理部６で処理した後の複数枚の基板８が搬入される。

キャリア搬入出部２は、キャリア載置台１４に載置され、ロット処理部６で処理した後の複数枚の基板８を収容するキャリア９を、キャリア搬送機構１１を用いてキャリアストック１３や、キャリアステージ１０に搬送する。

キャリアストック１３は、ロット処理部６で処理した後の複数枚の基板８を一時的に保管する。キャリアステージ１０に搬送されたキャリア９は、外部へ搬出される。

ロット形成部３には、複数枚（例えば、２５枚）の基板８を搬送する基板搬送機構１５が設けられている。ロット形成部３は、基板搬送機構１５による複数枚（例えば、２５枚）の基板８の搬送を２回行い、複数枚（例えば、５０枚）の基板８からなるロットを形成する。

ロット形成部３は、基板搬送機構１５を用いて、キャリア載置台１４に載置されたキャリア９からロット載置部４へ複数枚の基板８を搬送し、複数枚の基板８をロット載置部４に載置することで、ロットを形成する。

ロットを形成する複数枚の基板８は、ロット処理部６によって同時に処理される。ロットを形成するときは、複数枚の基板８の表面にパターンが形成されている面を互いに対向するようにロットを形成してもよく、また、複数枚の基板８の表面にパターンが形成されている面がすべて一方を向くようにロットを形成してもよい。

また、ロット形成部３は、ロット処理部６で処理が行われ、ロット載置部４に載置されたロットから、基板搬送機構１５を用いて複数枚の基板８をキャリア９へ搬送する。

基板搬送機構１５は、複数枚の基板８を支持するための基板支持部として、処理前の複数枚の基板８を支持する処理前基板支持部（不図示）と、処理後の複数枚の基板８を支持する処理後基板支持部（不図示）の２種類を有している。これにより、処理前の複数枚の基板８等に付着したパーティクル等が処理後の複数枚の基板８等に転着することを防止することができる。

基板搬送機構１５は、複数枚の基板８の搬送途中で、複数枚の基板８の姿勢を水平姿勢から垂直姿勢、および垂直姿勢から水平姿勢に変更する。

ロット載置部４は、ロット搬送部５によってロット形成部３とロット処理部６との間で搬送されるロットをロット載置台１６で一時的に載置（待機）する。

ロット載置部４には、搬入側ロット載置台１７と、搬出側ロット載置台１８とが設けられている。

搬入側ロット載置台１７には、処理前のロットが載置される。搬出側ロット載置台１８には、処理後のロットが載置される。

搬入側ロット載置台１７、および搬出側ロット載置台１８には、１ロット分の複数枚の基板８が垂直姿勢で前後に並べて載置される。

ロット搬送部５は、ロット載置部４とロット処理部６との間や、ロット処理部６の内部間でロットの搬送を行う。

ロット搬送部５には、ロットの搬送を行うロット搬送機構１９が設けられている。ロット搬送機構１９は、ロット載置部４とロット処理部６とに沿わせて配置したレール２０と、ロットを保持しながらレール２０に沿って移動する移動体２１とを有する。

移動体２１には、垂直姿勢で前後に並んだ複数枚の基板８で形成されるロットを保持する基板保持体２２が設けられている。

ロット搬送部５は、搬入側ロット載置台１７に載置されたロットをロット搬送機構１９の基板保持体２２で受取り、受取ったロットをロット処理部６に受け渡す。

また、ロット搬送部５は、ロット処理部６で処理されたロットをロット搬送機構１９の基板保持体２２で受取り、受取ったロットを搬出側ロット載置台１８に受け渡す。

さらに、ロット搬送部５は、ロット搬送機構１９を用いてロット処理部６の内部においてロットの搬送を行う。

ロット処理部６は、垂直姿勢で前後に並んだ複数枚の基板８で形成されたロットにエッチングや、洗浄や、乾燥などの処理を行う。

ロット処理部６には、ロットにエッチング処理を行う２台のエッチング処理装置２３と、ロットの洗浄処理を行う洗浄処理装置２４と、基板保持体２２の洗浄処理を行う基板保持体洗浄処理装置２５と、ロットの乾燥処理を行う乾燥処理装置２６とが並べて設けられている。なお、エッチング処理装置２３の台数は、２台に限られることはなく、１台でもよく、３台以上であってもよい。

エッチング処理装置２３は、エッチング用の処理槽２７と、リンス用の処理槽２８と、基板昇降機構２９，３０とを有する。

エッチング用の処理槽２７には、エッチング用の処理液（以下、「エッチング液」という。）が貯留される。リンス用の処理槽２８には、リンス用の処理液（純水等）が貯留される。なお、エッチング用の処理槽２７の詳細については後述する。

基板昇降機構２９,３０には、ロットを形成する複数枚の基板８が垂直姿勢で前後に並べて保持される。

エッチング処理装置２３は、ロット搬送機構１９の基板保持体２２からロットを基板昇降機構２９で受取り、受取ったロットを基板昇降機構２９で降下させることでロットを処理槽２７のエッチング液に浸漬させてエッチング処理を行う。

その後、エッチング処理装置２３は、基板昇降機構２９を上昇させることでロットを処理槽２７から取り出し、基板昇降機構２９からロット搬送機構１９の基板保持体２２にロットを受け渡す。

そして、ロット搬送機構１９の基板保持体２２からロットを基板昇降機構３０で受取り、受取ったロットを基板昇降機構３０で降下させることでロットを処理槽２８のリンス用の処理液に浸漬させてリンス処理を行う。

その後、エッチング処理装置２３は、基板昇降機構３０を上昇させることでロットを処理槽２８から取り出し、基板昇降機構３０からロット搬送機構１９の基板保持体２２にロットを受け渡す。

洗浄処理装置２４は、洗浄用の処理槽３１と、リンス用の処理槽３２と、基板昇降機構３３,３４とを有する。

洗浄用の処理槽３１には、洗浄用の処理液（ＳＣ−１等）が貯留される。リンス用の処理槽３２には、リンス用の処理液（純水等）が貯留される。基板昇降機構３３,３４には、１ロット分の複数枚の基板８が垂直姿勢で前後に並べて保持される。

乾燥処理装置２６は、処理槽３５と、処理槽３５に対して昇降する基板昇降機構３６とを有する。

処理槽３５には、乾燥用の処理ガス（ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等）が供給される。基板昇降機構３６には、１ロット分の複数枚の基板８が垂直姿勢で前後に並べて保持される。

乾燥処理装置２６は、ロット搬送機構１９の基板保持体２２からロットを基板昇降機構３６で受取り、受取ったロットを基板昇降機構３６で降下させて処理槽３５に搬入し、処理槽３５に供給した乾燥用の処理ガスでロットの乾燥処理を行う。そして、乾燥処理装置２６は、基板昇降機構３６でロットを上昇させ、基板昇降機構３６からロット搬送機構１９の基板保持体２２に、乾燥処理を行ったロットを受け渡す。

基板保持体洗浄処理装置２５は、処理槽３７を有し、処理槽３７に洗浄用の処理液、および乾燥ガスを供給できるようになっており、ロット搬送機構１９の基板保持体２２に洗浄用の処理液を供給した後、乾燥ガスを供給することで基板保持体２２の洗浄処理を行う。

制御部１００は、基板処理装置１の各部（キャリア搬入出部２、ロット形成部３、ロット載置部４、ロット搬送部５、ロット処理部６）の動作を制御する。制御部１００は、スイッチなどからの信号に基づいて、基板処理装置１の各部の動作を制御する。

制御部１００は、例えばコンピュータからなり、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体３８を有する。記憶媒体３８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１００は、記憶媒体３８に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理装置１の動作を制御する。なお、プログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体３８に記憶されていたものであって、他の記憶媒体から制御部１００の記憶媒体３８にインストールされたものであってもよい。

コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体３８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ィスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。

次に、エッチング用の処理槽２７について、図２を参照し説明する。図２は、第１実施形態に係るエッチング用の処理槽２７の構成を示す概略ブロック図である。

エッチング用の処理槽２７では、エッチング液を用いて、基板８上に形成された窒化膜（ＳｉＮ）と酸化膜（ＳｉＯ２）のうち、窒化膜のみを選択的にエッチングする。

窒化膜のエッチング処理では、リン酸（Ｈ３ＰＯ４）水溶液にシリコン（Ｓｉ）含有化合物を添加してシリコン濃度を調整した溶液が、エッチング液として一般的に用いられる。シリコン濃度の調整手法としては、既存のリン酸水溶液にダミー基板を浸漬させてシリコンを溶解させる方法（シーズニング）や、コロイダルシリカなどのシリコン含有化合物をリン酸水溶液に溶解させる方法がある。また、リン酸水溶液にシリコン含有化合物水溶液を添加してシリコン濃度を調整する方法もある。

エッチング処理においては、エッチング液のシリコン濃度を高くすることで、窒化膜のみをエッチングする選択性を向上させることができる。しかし、エッチング処理により窒化膜がエッチング液に溶解し、エッチング液のシリコン濃度が高くなり過ぎると、エッチング液に溶け込んだシリコンがシリコン酸化物として酸化膜上に析出する。

本実施形態では、シリコン酸化物の析出を抑制するために、シリコン含有化合物水溶液を混合したリン酸水溶液にＳｉＯ２析出防止剤をさらに混合したエッチング液を用いてエッチング処理を行う。

ＳｉＯ２析出防止剤としては、リン酸水溶液に溶解したシリコンイオンを溶解した状態で安定化させ、シリコン酸化物の析出を抑止する成分を含むものであれば良く、例えばフッ素成分を含むヘキサフルオロケイ酸（Ｈ２ＳｉＦ６）水溶液を用いることができる。また、水溶液中のヘキサフルオロケイ酸を安定化させるため、アンモニア等の添加物を含んでも良い。

例えば、ＳｉＯ２析出防止剤は、ヘキサフルオロケイ酸アンモニウム（ＮＨ４）２ＳｉＦ６や、ヘキサフルオロケイ酸ナトリウム（Ｎａ２ＳｉＦ６）などである。

エッチング用の処理槽２７は、リン酸水溶液供給部４０と、リン酸水溶液排出部４１と、純水供給部４２と、ＳｉＯ２析出防止剤供給部４３と、シリコン供給部４４と、内槽４５と、外槽４６と、温調タンク４７とを有する。

リン酸水溶液供給部４０は、リン酸水溶液供給源４０Ａと、リン酸水溶液供給ライン４０Ｂと、第１流量調整器４０Ｃとを有する。リン酸水溶液供給部４０は、リン酸処理液供給部を構成する。リン酸水溶液供給ライン４０Ｂは、リン酸処理液供給ラインを構成する。

リン酸水溶液供給源４０Ａは、リン酸水溶液を貯留するタンクである。リン酸水溶液供給ライン４０Ｂは、リン酸水溶液供給源４０Ａと温調タンク４７とを接続し、リン酸水溶液供給源４０Ａから温調タンク４７にリン酸水溶液を供給する。

第１流量調整器４０Ｃは、リン酸水溶液供給ライン４０Ｂに設けられ、温調タンク４７へ供給されるリン酸水溶液の流量を調整する。第１流量調整器４０Ｃは、開閉弁や、流量制御弁や、流量計などから構成される。

純水供給部４２は、純水供給源４２Ａと、純水供給ライン４２Ｂと、第２流量調整器４２Ｃとを有する。純水供給部４２は、エッチング液を加熱することにより蒸発した水分を補給するために外槽４６に純水（ＤＩＷ）を供給する。

純水供給ライン４２Ｂは、純水供給源４２Ａと外槽４６とを接続し、純水供給源４２Ａから外槽４６に所定温度の純水を供給する。

第２流量調整器４２Ｃは、純水供給ライン４２Ｂに設けられ、外槽４６へ供給される純水の流量を調整する。第２流量調整器４２Ｃは、開閉弁、流量制御弁、流量計などから構成される。

ＳｉＯ２析出防止剤供給部４３は、ＳｉＯ２析出防止剤供給源４３Ａと、ＳｉＯ２析出防止剤供給ライン４３Ｂと、第３流量調整器４３Ｃとを有する。ＳｉＯ２析出防止剤供給部４３は、エッチング処理を行う際にＳｉＯ２析出防止剤を外槽４６に供給する。また、ＳｉＯ２析出防止剤供給部４３は、エッチング液を加熱することにより蒸発したＳｉＯ２析出防止剤を補給するために外槽４６にＳｉＯ２析出防止剤を供給する。

ＳｉＯ２析出防止剤供給源４３Ａは、ＳｉＯ２析出防止剤を貯留するタンクである。ＳｉＯ２析出防止剤供給ライン４３Ｂは、ＳｉＯ２析出防止剤供給源４３Ａと外槽４６とを接続し、ＳｉＯ２析出防止剤供給源４３Ａから外槽４６にＳｉＯ２析出防止剤を供給する。

第３流量調整器４３Ｃは、ＳｉＯ２析出防止剤供給ライン４３Ｂに設けられ、外槽４６へ供給されるＳｉＯ２析出防止剤の流量を調整する。第３流量調整器４３Ｃは、開閉弁や、流量制御弁や、流量計などから構成される。

シリコン供給部４４は、シリコン供給源４４Ａと、シリコン供給ライン４４Ｂと、第４流量調整器４４Ｃとを有する。

シリコン供給源４４Ａは、シリコン含有化合物水溶液を貯留するタンクである。シリコン供給ライン４４Ｂは、シリコン供給源４４Ａと温調タンク４７とを接続し、シリコン供給源４４Ａから温調タンク４７にシリコン含有化合物水溶液を供給する。

第４流量調整器４４Ｃは、シリコン供給ライン４４Ｂに設けられ、温調タンク４７へ供給されるシリコン含有化合物水溶液の流量を調整する。第４流量調整器４４Ｃは、開閉弁や、流量制御弁や、流量計などから構成される。

なお、シリコン含有化合物水溶液は、エッチング液を全て入れ替える際に供給される予備液を生成する場合に供給される。

内槽４５は、上部が開放され、エッチング液が上部付近まで供給される。内槽４５では、基板昇降機構２９によってロット（複数枚の基板８）がエッチング液に浸漬され、基板８にエッチング処理が行われる。内槽４５は、基板処理槽を構成する。

外槽４６は、内槽４５の上部周囲に設けられるとともに上部が開放される。外槽４６には、内槽４５からオーバーフローしたエッチング液が流入する。また、外槽４６には、シリコン含有化合物水溶液が混合されたリン酸水溶液である予備液が温調タンク４７から供給される。また、外槽４６には、純水供給部４２から純水が供給される。また、外槽４６には、ＳｉＯ２析出防止剤供給部４３からＳｉＯ２析出防止剤が供給される。外槽４６に供給されたＳｉＯ２析出防止剤は、外槽４６内のエッチング液や、温調タンク４７から供給される予備液に混合される。すなわち、ＳｉＯ２析出防止剤は、外槽４６においてリン酸水溶液に混合される。

外槽４６と内槽４５とは第１循環ライン５０によって接続される。第１循環ライン５０の一端は、外槽４６に接続され、第１循環ライン５０の他端は、内槽４５内に設置された処理液供給ノズル４９に接続される。

第１循環ライン５０には、外槽４６側から順に、第１ポンプ５１、第１ヒーター５２およびフィルタ５３が設けられる。外槽４６内のエッチング液は第１ヒーター５２によって加温されて処理液供給ノズル４９から内槽４５内に流入する。第１ヒーター５２は、内槽４５に供給されるエッチング液を、エッチング処理に適した第１所定温度に加温する。

第１ポンプ５１を駆動させることにより、エッチング液は、外槽４６から第１循環ライン５０を経て内槽４５内に送られる。また、エッチング液は、内槽４５からオーバーフローすることで、再び外槽４６へと流出する。このようにして、エッチング液の循環路５５が形成される。すなわち、循環路５５は、外槽４６、第１循環ライン５０、内槽４５によって形成される。循環路５５では、内槽４５を基準として外槽４６が第１ヒーター５２よりも上流側に設けられる。

温調タンク４７では、リン酸水溶液供給部４０から供給されたリン酸水溶液と、シリコン供給部４４から供給されたシリコン含有化合物水溶液とが混合されて予備液が生成され、予備液が貯留される。すなわち、温調タンク４７では、外槽４６（循環路５５）に供給される前のリン酸水溶液にシリコン含有化合物水溶液が混合される。

温調タンク４７には、温調タンク４７内の予備液を循環させる第２循環ライン６０が接続される。また、温調タンク４７には、供給ライン７０の一端が接続される。供給ライン７０の他端は、外槽４６に接続される。温調タンク４７は、予備液を貯留する予備タンクである。温調タンク４７は、混合部を構成する。

第２循環ライン６０には、第２ポンプ６１および第２ヒーター６２が設けられている。第２ヒーター６２をＯＮにした状態で第２ポンプ６１を駆動させることにより、温調タンク４７内の予備液が加温されて循環する。第２ヒーター６２は、予備液を、エッチング処理に適した第２所定温度に加温する。なお、第２所定温度は、第１所定温度と同じ温度であってもよく、異なる温度であってもよい。

供給ライン７０には、第３ポンプ７１と、第５流量調整器７２とが設けられる。第５流量調整器７２は、外槽４６へ供給される予備液の流量を調整する。第５流量調整器７２は、開閉弁や、流量制御弁や、流量計などから構成される。

温調タンク４７に貯留された予備液は、エッチング液の全部、または一部を入れ替える際に、供給ライン７０を介して外槽４６に供給される。

リン酸水溶液排出部４１は、エッチング処理で使用されたエッチング液の全部、または一部を入れ替える際にエッチング液を排出する。リン酸水溶液排出部４１は、排出ライン４１Ａと、第６流量調整器４１Ｂと、冷却タンク４１Ｃとを有する。

排出ライン４１Ａは、第１循環ライン５０に接続される。第６流量調整器４１Ｂは、排出ライン４１Ａに設けられ、排出されるエッチング液の排出量を調整する。第６流量調整器４１Ｂは、開閉弁や、流量制御弁や、流量計などから構成される。冷却タンク４１Ｃは、排出ライン４１Ａを流れてきたエッチング液を一時的に貯留するとともに冷却する。

なお、第１流量調整器４０Ｃ〜第６流量調整器４１Ｂを構成する開閉弁の開閉や、流量制御弁の開度は、制御部１００からの信号に基づいてアクチュエータ（不図示）が動作することで、変更される。すなわち、第１流量調整器４０Ｃ〜第６流量調整器４１Ｂを構成する開閉弁や、流量制御弁は、制御部１００によって制御される。

次に、第１実施形態に係る基板処理装置１におけるＳｉＯ２析出防止剤の供給方法について図３を参照し説明する。図３は、第１実施形態に係るＳｉＯ２析出防止剤の供給方法を説明するフローチャートである。なお、ここでは、温調タンク４７において、シリコン含有水溶液がリン酸水溶液に混合され、予備液として貯留されているものとする。

基板処理装置１は、第１タイミングであるか否かを判定する（Ｓ１０）。第１タイミングは、予め設定されたタイミングであり、エッチング処理中に、リン酸水溶液排出部４１によってエッチング液の一部が排出され、温調タンク４７から予備液を外槽４６に供給するタイミングである。基板処理装置１は、例えば、エッチング処理の経過時間に基づいて第１タイミングであるか否かを判定する。

基板処理装置１は、第１タイミングである場合には（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、リン酸水溶液排出部４１によってエッチング液の一部を排出する（Ｓ１１）。

基板処理装置１は、エッチング液の排出が終わった後に、温調タンク４７から予備液を外槽４６に供給し（Ｓ１２）、ＳｉＯ２析出防止剤供給部４３からＳｉＯ２析出防止剤を外槽４６に供給する（Ｓ１３）。これにより、ＳｉＯ２析出防止剤が外槽４６においてエッチング液（予備液）に混合される。なお、エッチング液のＳｉＯ２析出防止剤の濃度が、予め設定された範囲内の濃度となるように、ＳｉＯ２析出防止剤の供給量は制御される。

基板処理装置１は、第１タイミングではない場合には（Ｓ１０：Ｎｏ）、第２タイミングであるか否かを判定する（Ｓ１４）。第２タイミングは、エッチング液からＳｉＯ２析出防止剤が蒸発し、エッチング液のＳｉＯ２析出防止剤の濃度が、予めされた濃度よりも低下するタイミングである。

基板処理装置１は、例えば、エッチング処理の経過時間に基づいて第２タイミングであるか否かを判定する。なお、基板処理装置１は、エッチング液のＳｉＯ２析出防止剤の濃度を計測し、計測した濃度に基づいて第２タイミングであるか否かを判定してもよい。

基板処理装置１は、第２タイミングである場合には（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、ＳｉＯ２析出防止剤供給部４３からＳｉＯ２析出防止剤を外槽４６に供給する（Ｓ１５）。なお、エッチング液のＳｉＯ２析出防止剤の濃度が、予め設定された範囲内の濃度となるように、ＳｉＯ２析出防止剤の供給量は制御される。

基板処理装置１は、第２タイミングではない場合には（Ｓ１４：Ｎｏ）、今回の処理を終了する。

なお、基板処理装置１は、第２タイミングであるか否かの判定を、第１タイミングであるか否かの判定よりも先に行ってもよい。

基板処理装置１は、外槽４６において、リン酸水溶液にＳｉＯ２析出防止剤を混合させたエッチング液を生成し、エッチング液を供給した内槽４５に基板８を浸漬することで、基板８にエッチング処理を行う。これにより、エッチング液のシリコン濃度が高くなった場合でも、シリコン酸化物の析出を抑制することができる。そのため、基板８の窒化膜のみをエッチングする選択性を向上させつつ、シリコン酸化物の析出を抑制することができる。

なお、基板処理装置１では、ＳｉＯ２析出防止剤を含まないエッチング液を内槽４５に供給してエッチング処理を行ってもよい。この場合、ＳｉＯ２析出防止剤を含まないエッチング液のシリコン濃度が高くなり、シリコン酸化物が析出する場合に、エッチング液にＳｉＯ２析出防止剤を混合し、ＳｉＯ２析出防止剤を含むエッチング液によりエッチング処理を行う。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る基板処理装置１について図４を参照し説明する。図４は、第２実施形態に係るエッチング用の処理槽２７を示す概略ブロック図である。ここでは、第１実施形態とは異なる箇所を中心に説明し、第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同じ符号を付して詳しい説明は省略する。

ＳｉＯ２析出防止剤供給ライン４３Ｂは、ＳｉＯ２析出防止剤供給源４３Ａと温調タンク４７とを接続し、ＳｉＯ２析出防止剤供給源４３Ａから温調タンク４７にＳｉＯ２析出防止剤を供給する。

温調タンク４７に供給されたＳｉＯ２析出防止剤は、温調タンク４７の第２循環ライン６０を循環することで温調タンク４７内の予備液に均一に混合される。温調タンク４７は、ＳｉＯ２析出防止剤を含む予備液を貯留する。

温調タンク４７に貯留された予備液は、供給ライン７０を介して外槽４６に供給され、エッチング液として内槽４５に供給される。このように、ＳｉＯ２析出防止剤は、循環路５５に供給される前の予備液（リン酸水溶液）に混合される。温調タンク４７は、混合部を構成する。

次に、第２実施形態に係る基板処理装置１におけるＳｉＯ２析出防止剤の供給方法について図５を参照し説明する。図５は、第２実施形態に係るＳｉＯ２析出防止剤の供給方法を説明するフローチャートである。なお、ここでは、ＳｉＯ２析出防止剤が混合された予備液が温調タンク４７に、予め貯留されているものとする。

基板処理装置１は、第３タイミングであるか否かを判定する（Ｓ２０）。第３タイミングは、上記した第１タイミングおよび第２タイミングのうちいずれかとなるタイミングである。すなわち、基板処理装置１は、第１タイミング、または第２タイミングとなると、第３タイミングであると判定する。

基板処理装置１は、第３タイミングである場合には（Ｓ２０：Ｙｅｓ）、リン酸水溶液排出部４１によってエッチング液の一部を排出する（Ｓ２１）。基板処理装置１は、エッチング液の排出が終わった後に、温調タンク４７からＳｉＯ２析出防止剤が混合された予備液を外槽４６に供給する（Ｓ２２）。

基板処理装置１は、温調タンク４７からの予備液の供給が終わった後に、リン酸水溶液供給部４０からリン酸水溶液を温調タンク４７に供給し（Ｓ２３）、ＳｉＯ２析出防止剤供給部４３からＳｉＯ２析出防止剤を温調タンク４７に供給する（Ｓ２４）。これにより、温調タンク４７では、ＳｉＯ２析出防止剤が混合された予備液が新たに生成される。

基板処理装置１は、第３タイミングではない場合には（Ｓ２０：Ｎｏ）、第４タイミングであるか否かを判定する（Ｓ２５）。第４タイミングは、温調タンク４７内の予備液からＳｉＯ２析出防止剤が蒸発し、予備液のＳｉＯ２析出防止剤の濃度が、予めされた濃度よりも低下するタイミングである。

基板処理装置１は、例えば、予備液の貯留時間や、第２ヒーター６２による加熱時間などに基づいて第４タイミングであるか否かを判定する。なお、基板処理装置１は、予備液のＳｉＯ２析出防止剤の濃度を計測し、計測した濃度に基づいて第４タイミングであるか否かを判定してもよい。

基板処理装置１は、第４タイミングである場合には（Ｓ２５：Ｙｅｓ）、ＳｉＯ２析出防止剤供給部４３からＳｉＯ２析出防止剤を温調タンク４７に供給する（Ｓ２６）。なお、予備液のＳｉＯ２析出防止剤の濃度が、予め設定された範囲内の濃度となるように、ＳｉＯ２析出防止剤の供給量は制御される。

基板処理装置１は、第４タイミングではない場合には（Ｓ２５：Ｎｏ）、今回の処理を終了する。

なお、基板処理装置１は、第４タイミングであるか否かの判定を、第３タイミングであるか否かの判定よりも先に行ってもよい。

第２実施形態に係る基板処理装置１は、温調タンク４７でリン酸水溶液にＳｉＯ２析出防止剤を混合させた予備液を生成し、ＳｉＯ２析出防止剤を混合した予備液を外槽４６に供給する。すなわち、基板処理装置１は、循環路５５に供給される前の予備液にＳｉＯ２析出防止剤を混合する。

基板処理装置１は、予め予備液にＳｉＯ２析出防止剤を混合し、ＳｉＯ２析出防止剤の濃度が均一になった予備液を外槽４６に供給する。このように、ＳｉＯ２析出防止剤が均一に混合された予備液を外槽４６に供給することで、外槽４６内のエッチング液においてＳｉＯ２析出防止剤の濃度が偏ることを抑制することできる。従って、内槽４５に供給されるエッチング液のＳｉＯ２析出防止剤の濃度にばらつきが生じることを抑制することができる。そのため、基板８全体において、窒化膜をエッチングする選択性を向上させつつ、シリコン酸化物の析出を抑制することができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る基板処理装置１について図６を参照し説明する。図６は、第３実施形態に係るエッチング用の処理槽２７を示す概略ブロック図である。ここでは、第１実施形態とは異なる箇所を中心に説明し、第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同じ符号を付して詳しい説明は省略する。

エッチング用の処理槽２７は、さらにミキサー８０を有する。ミキサー８０は、供給ライン７０とＳｉＯ２析出防止剤供給ライン４３Ｂとに接続される。

ミキサー８０は、例えば、図７に示すように、内管８１の一端が外管８２内で開口する二重管である。内管８１の他端は、ＳｉＯ２析出防止剤供給ライン４３Ｂに接続される。外管８２は、供給ライン７０に接続される。具体的には、ミキサー８０は、供給ライン７０に介挿され、外管８２は、供給ライン７０の一部を構成する。図７は、第３実施形態に係るミキサー８０の概略構成断面図である。ミキサー８０は、外管８２を流れる予備液（リン酸水溶液）に内管８１から流出したＳｉＯ２析出防止剤を混合する。ミキサー８０は、混合部を構成する。

内管８１から流出したＳｉＯ２析出防止剤が外管８２を流れる予備液に均一に混合されるように、内管８１は、例えば、螺旋状に形成される。ミキサー８０は、内管８１から流出されたＳｉＯ２析出防止剤に乱流を発生させ、予備液にＳｉＯ２析出防止剤を混合する。ミキサー８０によってＳｉＯ２析出防止剤が混合された予備液は、外槽４６に供給される。すなわち、ＳｉＯ２析出防止剤は、循環路５５に供給される前の予備液（リン酸水溶液）に混合される。

なお、ミキサー８０は、乱流を発生させて予備液にＳｉＯ２析出防止剤を混合すればよく、例えば、外管８２の内壁に凹凸を設けてもよく、内管８１の内壁や外壁に凹凸を設けてもよい。また、ミキサー８０は、スタティックミキサーであってもよい。

また、ミキサー８０は、内管８１の他端を供給ライン７０に接続し、外管８２をＳｉＯ２析出防止剤供給ライン４３Ｂに接続してもよい。

次に、第３実施形態に係る基板処理装置１におけるＳｉＯ２析出防止剤の供給方法について図８を参照し説明する。図８は、第３実施形態に係るＳｉＯ２析出防止剤の供給方法を説明するフローチャートである。

基板処理装置１は、第３タイミングであるか否かを判定する（Ｓ３０）。基板処理装置１は、第３タイミングである場合には（Ｓ３０：Ｙｅｓ）、リン酸水溶液排出部４１によってエッチング液の一部を排出する（Ｓ３１）。

基板処理装置１は、エッチング液の排出が終わった後に、温調タンク４７から予備液を外槽４６に供給し（Ｓ３２）、ＳｉＯ２析出防止剤供給部４３からＳｉＯ２析出防止剤を供給する（Ｓ３３）。これにより、ミキサー８０の内管８１からＳｉＯ２析出防止剤が流出し、ＳｉＯ２析出防止剤が混合された予備液が外槽４６に供給される。基板処理装置１は、第３タイミングではない場合には（Ｓ３０：Ｎｏ）、今回の処理を終了する。

なお、エッチング液のＳｉＯ２析出防止剤が蒸発し、ＳｉＯ２析出防止剤の濃度が低下した場合には、ミキサー８０は、ＳｉＯ２析出防止剤供給部４３からＳｉＯ２析出防止剤のみを外槽４６に供給してもよい。

第３実施形態に係る基板処理装置１は、ミキサー８０によって、ＳｉＯ２析出防止剤を混合した予備液を外槽４６に供給する。具体的には、基板処理装置１は、ミキサー８０によって乱流を発生させてＳｉＯ２析出防止剤を予備液に混合し、ＳｉＯ２析出防止剤が均一に混合された予備液を外槽４６に供給する。このように、ＳｉＯ２析出防止剤が均一に混合された予備液を外槽４６に供給することで、外槽４６内のエッチング液においてＳｉＯ２析出防止剤の濃度が偏ることを抑制することできる。従って、内槽４５に供給されるエッチング液のＳｉＯ２析出防止剤の濃度にばらつきが生じることを抑制することができる。そのため、基板８全体において、窒化膜をエッチングする選択性を向上させつつ、シリコン酸化物の析出を抑制することができる。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態に係る基板処理装置１について図９を参照し説明する。図９は、第４実施形態に係るエッチング用の処理槽２７を示す概略ブロック図である。ここでは、第３実施形態とは異なる箇所を中心に説明し、第３実施形態と同様の構成については、第３実施形態と同じ符号を付して詳しい説明は省略する。

リン酸水溶液供給部４０は、さらに分岐ライン４０Ｄと、切替弁４０Ｅとを有する。

分岐ライン４０Ｄは、切替弁４０Ｅを介してリン酸水溶液供給ライン４０Ｂに接続される。分岐ライン４０Ｄは、リン酸水溶液供給ライン４０Ｂと外槽４６とを接続する。

ミキサー８０は、切替弁４０Ｅよりもリン酸水溶液供給源４０Ａ側のリン酸水溶液供給ライン４０ＢとＳｉＯ２析出防止剤供給ライン４３Ｂとに接続される。

ミキサー８０は、図１０に示すように、内管８１の一端が外管８２内で開口する二重管である。内管８１の他端は、ＳｉＯ２析出防止剤供給ライン４３Ｂに接続される。外管８２は、リン酸水溶液供給ライン４０Ｂに接続され、リン酸水溶液供給ライン４０Ｂの一部を構成する。図１０は、第４実施形態に係るミキサー８０の概略構成断面図である。ミキサー８０は、外管８２を流れるリン酸水溶液に内管８１から流出したＳｉＯ２析出防止剤を混合する。

内管８１から流出したＳｉＯ２析出防止剤が外管８２を流れるリン酸水溶液に均一に混合されるように、内管８１は、例えば、螺旋状に形成される。ミキサー８０は、内管８１から流出されたＳｉＯ２析出防止剤に乱流を発生させ、リン酸水溶液にＳｉＯ２析出防止剤を混合する。

ミキサー８０によってＳｉＯ２析出防止剤が混合されたリン酸水溶液は、切替弁４０Ｅ、分岐ライン４０Ｄを介して外槽４６に供給される。すなわち、ＳｉＯ２析出防止剤は、循環路５５に供給される前のリン酸水溶液に混合される。

なお、ミキサー８０は、乱流を発生させてリン酸水溶液にＳｉＯ２析出防止剤を混合すればよく、例えば、外管８２の内壁に凹凸を設けてもよく、内管８１の内壁や外壁に凹凸を設けてもよい。

ミキサー８０は、内管８１の他端をリン酸水溶液供給ライン４０Ｂに接続し、外管８２をＳｉＯ２析出防止剤供給ライン４３Ｂに接続してもよい。

次に、第４実施形態に係る基板処理装置１におけるＳｉＯ２析出防止剤の供給方法について図１１を参照し説明する。図１１は、第４実施形態に係るＳｉＯ２析出防止剤の供給方法を説明するフローチャートである。

基板処理装置１は、第３タイミングであるか否かを判定する（Ｓ４０）。基板処理装置１は、第３タイミングである場合には（Ｓ４０：Ｙｅｓ）、リン酸水溶液排出部４１によってエッチング液の一部を排出する（Ｓ４１）。

基板処理装置１は、エッチング液の排出が終わった後に、温調タンク４７から予備液を外槽４６に供給する（Ｓ４２）。

基板処理装置１は、リン酸水溶液供給部４０からリン酸水溶液を、分岐ライン４０Ｄを介して外槽４６に供給し（Ｓ４３）、ＳｉＯ２析出防止剤供給部４３からＳｉＯ２析出防止剤を供給する（Ｓ４４）。これにより、ミキサー８０によってＳｉＯ２析出防止剤が常温のリン酸水溶液に混合された状態で、外槽４６に供給される。

基板処理装置１は、第３タイミングではない場合には（Ｓ４０：Ｎｏ）、今回の処理を終了する。

なお、ミキサー８０は、リン酸水溶液供給源４０Ａからリン酸水溶液を供給しない状態で、内管８１からＳｉＯ２析出防止剤を外槽４６に供給することも可能である。また、基板処理装置１は、ミキサー８０によってＳｉＯ２析出防止剤を混合したリン酸水溶液を供給ライン７０に供給してもよく、温調タンク４７に供給してもよい。

第４実施形態に係る基板処理装置１は、ミキサー８０によって、リン酸水溶液供給ライン４０Ｂを流れるリン酸水溶液にＳｉＯ２析出防止剤を混合する。

ＳｉＯ２析出防止剤の沸点は、温調タンク４７内の予備液や、外槽４６内のエッチング液の温度よりも低い。そのため、ＳｉＯ２析出防止剤を予備液やエッチング液に直接混合すると、これらの液と混合する前にＳｉＯ２析出防止剤の一部が蒸発するおそれがある。

リン酸水溶液供給ライン４０Ｂを流れるリン酸水溶液は加温されておらず、常温であるため、温調タンク４７内の予備液や、外槽４６のエッチング液よりも温度が低い。第４実施形態に係る基板処理装置１は、ＳｉＯ２析出防止剤を、温度が低く、常温のリン酸水溶液に混合し、ＳｉＯ２析出防止剤を混合した常温のリン酸水溶液を外槽４６に供給することで、ＳｉＯ２析出防止剤が蒸発することを抑制することができる。

（変形例）
変形例に係る基板処理装置１は、供給ライン７０を内槽４５に接続し、温調タンク４７から予備液を内槽４５に供給可能としてもよい。

また、変形例に係る基板処理装置１は、シリコン供給ライン４４Ｂを外槽４６に接続し、シリコン含有化合物水溶液を外槽４６に供給可能としてもよい。

上記基板処理装置１は、複数枚の基板８を同時に処理する装置であるが、基板８を１枚ずつ洗浄する枚葉式の装置であってもよい。

また、上記基板処理装置１では、ＳｉＯ２析出防止剤の供給方法として、最初にリン酸水溶液排出部４１によってエッチング液の一部を排出していたが、これに限らず、予備液、リン酸水溶液やＳｉＯ２析出防止剤の供給と共にエッチング液の排出を行ってもよい。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ 基板処理装置
６ ロット処理部
８ 基板
２３ エッチング処理装置
２７ エッチング用の処理槽
４０ リン酸水溶液供給部（リン酸処理液供給部）
４０Ａ リン酸水溶液供給源
４０Ｂ リン酸水溶液供給ライン（リン酸処理液供給ライン）
４３ ＳｉＯ２析出防止剤供給部
４３Ａ ＳｉＯ２析出防止剤供給源
４３Ｂ ＳｉＯ２析出防止剤供給ライン
４５ 内槽（基板処理槽）
４６ 外槽（混合部）
４７ 温調タンク（混合部、タンク）
５０ 第１循環ライン
５１ 第１ポンプ
５２ 第１ヒーター
５５ 循環路
７０ 供給ライン
８０ ミキサー（混合部）

Claims (3)

1. 基板処理槽と、
   前記基板処理槽におけるエッチング処理で使用されるリン酸処理液を供給するリン酸処理液供給部と、
   ＳｉＯ２析出防止剤を供給するＳｉＯ２析出防止剤供給部と、
   前記リン酸処理液に前記ＳｉＯ２析出防止剤を混合する混合部と、
   前記リン酸処理液供給部に接続する温調タンクと
   を備え、
   前記リン酸処理液供給部は、前記リン酸処理液を前記温調タンクに送液するリン酸処理液供給ラインを有し、
   前記ＳｉＯ２析出防止剤供給部は、ＳｉＯ２析出防止剤供給ラインを有し、
   前記リン酸処理液供給ラインと前記ＳｉＯ２析出防止剤供給ラインとは、前記混合部を介して接続され、
   前記混合部により常温の前記リン酸処理液に前記ＳｉＯ２析出防止剤が混合され、
   前記ＳｉＯ２析出防止剤が混合された前記リン酸処理液は、前記温調タンクにより温調され、その後、前記基板処理槽に供給される
   基板処理装置。
2. 前記混合部は、前記リン酸処理液および前記ＳｉＯ２析出防止剤に乱流を発生させることで前記リン酸処理液中に前記ＳｉＯ２析出防止剤を混合する
   請求項１に記載の基板処理装置。
3. リン酸処理液供給ラインによって供給される常温のリン酸処理液と、ＳｉＯ２析出防止剤供給ラインによって供給されるＳｉＯ２析出防止剤とを混合部により混合する工程と、
   前記ＳｉＯ２析出防止剤が混合された前記リン酸処理液を温調タンクにより温調する工程と、
   前記ＳｉＯ２析出防止剤が混合され、かつ前記温調タンクによって温調された前記リン酸処理液を、エッチング処理が行われる基板処理槽に供給する工程と
   を含む基板処理方法。

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