KR101399801B1 - Substrates treatment method and substrates treatment system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 처리액의 이용 효율의 저하를 방지하면서 효율적으로 기판을 처리할 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 시스템을 제공하는 것을 과제로 한다.
기판 처리 기구(10)에서 처리액을 이용하여 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서, 기판의 처리 활성화에 기여하는 활성종을 함유하는 활성종 함유 용액을 생성하는 선행 단계와, 이 선행 단계에서 생성된 상기 활성종 함유 용액과 상기 기판을 처리하는 처리액을 혼합하여 활성종 함유 처리액을 생성하는 제1 단계(S21∼S23)와, 이 제1 단계에서 생성된 상기 활성종 함유 처리액을 상기 기판 처리 기구에 상기 처리액으로서 공급하는 제2 단계(S29)를 포함하고, 상기 기판 처리 기구에서, 상기 활성종 함유 처리액과 상기 기판의 반응에 의해 활성종을 생기게 하면서 상기 기판을 처리하도록 구성된다.An object of the present invention is to provide a substrate processing method and a substrate processing system capable of efficiently processing a substrate while preventing deterioration of utilization efficiency of the processing liquid.
A substrate processing method for processing a substrate using a processing solution in a substrate processing apparatus (10), comprising: a preceding step of producing an active species-containing solution containing an active species that contributes to the activation of processing of the substrate; A first step (S21 to S23) of mixing the active species-containing solution with a treatment liquid for treating the substrate to produce an active species-containing treatment liquid; and a step And a second step (S29) of supplying the processing solution to the processing apparatus as the processing solution, wherein the substrate processing apparatus is configured to process the substrate while causing active species to be generated by reaction between the active species- .
Description
본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 기판에 처리액을 공급하여 그 기판을 처리하는 기판 처리 방법 및 그 방법에 따라 상기 기판을 처리하는 기판 처리 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a substrate processing method for supplying a processing liquid to a substrate such as a semiconductor wafer and processing the substrate, and a substrate processing system for processing the substrate in accordance with the method.
종래, 특허문헌 1에 개시된 바와 같은 기판 표면 처리 장치가 알려져 있다. 이 기판 처리 장치에서는, 반도체 등의 기판을 처리하는 처리 장치(스피너)에 처리액이 공급되어, 기판의 에칭 처리가 행해지고 있다. 그리고, 그 처리 폐액이 회수되어 이 기판의 처리에 재이용된다. 그리고, 회수된 처리 폐액의 액 내의 성분 농도의 변화에 따라 새로운 처리액을 보급하고 있다. 예컨대, 브롬화수소산을 포함하는 에칭 처리액을 처리액으로서 이용하는 경우, 처리 폐액 내의 브롬화수소산 농도가 감소한 것을 도전율계에 의해 검출하여, 그 처리 폐액보다 브롬화수소산 농도가 높은 에칭 처리액의 원액이 보급된다. 또한, 에칭에 의해 용해된 물질, 예컨대 용해 인듐 농도가 증대한 것을 흡광 광도계에 의해 검출하여, 인듐이 포함되어 있지 않은 에칭 처리액의 원액이 보급된다.Conventionally, a substrate surface treatment apparatus as disclosed in Patent Document 1 is known. In this substrate processing apparatus, a process liquid is supplied to a processing apparatus (spinner) for processing a substrate such as a semiconductor, and the substrate is etched. Then, the treated waste liquid is recovered and reused for the treatment of the substrate. Then, a new treatment liquid is replenished in accordance with a change in the component concentration in the recovered treated waste liquid. For example, when an etching solution containing hydrobromic acid is used as the treating solution, a decrease in the concentration of hydrobromic acid in the treating solution is detected by a conductivity meter, and a stock solution of the etching solution having a higher hydrobromic acid concentration than the treating solution is replenished . In addition, a material dissolved by etching, for example, an increase in the concentration of dissolved indium is detected by a spectrophotometer, and a stock solution of an etching solution containing no indium is supplied.
이러한 기판 표면 처리 장치에 따르면, 회수된 처리 폐액 내의 성분 농도의 변화에 따라 처리액의 원액이 보급되게 되기 때문에, 기판 처리에 처리액을 반복하여 이용하여도 그 성능을 유지할 수 있게 된다.According to such a substrate surface treatment apparatus, since the undiluted solution of the treatment solution is replenished with the concentration of the component in the recovered treated waste solution, the performance can be maintained even if the treatment solution is repeatedly used for the substrate treatment.
그런데, 전술한 종래의 기판 표면 처리 장치와 같이 처리액을 이용하여 기판을 처리할 때에는, 처리 효율이 높은 것이 요구된다. 일반적으로, 처리액에 있어서의 기판 처리에 직접 기여하는 성분의 농도를 높게 하면, 보다 효율적인 기판 처리를 행할 수 있다. 그러나, 고농도의 처리액을 이용하는 만큼, 그 고농도의 처리액의 성질을 유지하기 위해, 새로운 처리액의 원액 보급을 반복하는 일이 많아지게 된다. 이 때문에, 처리액(원액)의 이용 효율이 반드시 양호하다고는 할 수 없으며, 또한 비용의 앙등도 초래하게 된다. However, when the substrate is treated using the treatment liquid as in the above-described conventional substrate surface treatment apparatus, a high treatment efficiency is required. In general, by increasing the concentration of the component directly contributing to the substrate treatment in the treatment liquid, more efficient substrate treatment can be performed. However, the use of a high-concentration treatment liquid makes it necessary to repeat the supply of a new treatment liquid to the undiluted solution in order to maintain the properties of the treatment liquid at a high concentration. For this reason, the utilization efficiency of the treatment liquid (undiluted solution) is not always good, and the cost is increased.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 특히 고농도의 처리액을 이용하지 않아도 효율적으로 기판을 처리할 수 있는 기판 처리 방법 및 기판 처리 시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a substrate processing method and a substrate processing system capable of efficiently processing a substrate without using a high-concentration processing solution.
본 발명에 따른 기판 처리 방법은, 기판 처리 기구에서 처리액을 이용하여 기판을 처리하는 기판 처리 방법으로서, 기판의 처리 활성화에 기여하는 활성종을 함유하는 활성종 함유 용액을 생성하는 선행 단계와, 이 선행 단계에서 생성된 상기 활성종 함유 용액과 상기 기판을 처리하는 처리액을 혼합하여 활성종 함유 처리액을 생성하는 제1 단계와, 이 제1 단계에서 생성된 상기 활성종 함유 처리액을 상기 기판 처리 기구에 상기 처리액으로서 공급하는 제2 단계를 포함하고, 상기 기판 처리 기구에서, 상기 활성종 함유 처리액과 상기 기판의 반응에 의해 활성종을 생기게 하면서 상기 기판을 처리하도록 구성된다.A substrate processing method according to the present invention is a substrate processing method for processing a substrate using a processing solution in a substrate processing apparatus, the method comprising: a preceding step of producing an active species-containing solution containing an active species, Comprising the steps of: a first step of mixing the active species-containing solution produced in the preceding step with a treatment liquid for treating the substrate to produce an active species-containing treatment liquid; And a second step of supplying the processing solution to the substrate processing apparatus, wherein the substrate processing apparatus is configured to process the substrate while causing active species to be generated by reaction between the active species-containing processing solution and the substrate.
이러한 구성에 의해, 기판의 처리 활성화에 기여하는 활성종을 함유하는 활성종 함유 용액이 생성되고, 그 활성종 함유 용액과 기판의 처리액이 혼합하여 이루어지는 활성종 함유 처리액이 기판 처리 기구에서의 기판을 처리하는 처리액으로서 공급되기 때문에, 기판 처리 기구에서는, 기판이 당초부터 활성종의 존재 하에서 처리액에 의해 처리되게 된다.With this configuration, an active species-containing solution containing an active species that contributes to the process activation of the substrate is produced, and the active species-containing treatment solution in which the active species- Since the substrate is supplied as a processing solution for processing the substrate, in the substrate processing mechanism, the substrate is originally treated with the processing solution in the presence of the active species.
특히, 상기 기판 처리 기구가, 상기 기판으로서의 실리콘제 기판의 에칭 처리를 행하는 것인 경우, 상기 선행 단계는 상기 활성종으로서의 아질산(HNO2)을 포함하는 아질산 함유 용액을 생성하고, 상기 제1 단계는 상기 아질산 함유 용액과, 플루오르화수소산(HF) 및 질산(HNO3)을 포함하는 에칭 처리액을 혼합하여 활성종 함유 에칭 처리액을 생성하며, 상기 제2 단계는 상기 제1 단계에서 생성된 상기 활성종 함유 에칭 처리액을 상기 기판 처리 기구에 상기 처리액으로서 공급하고, 상기 기판 처리 기구에서, 상기 활성종 함유 에칭 처리액과 상기 실리콘제 기판의 반응에 의해 활성종으로서의 아질산(HNO2)을 생기게 하면서 상기 실리콘제 기판을 에칭 처리하도록 구성될 수 있다.Particularly, in the case where the substrate processing mechanism performs etching treatment of a silicon substrate as the substrate, the preceding step generates a nitrite containing solution containing nitrite (HNO 2 ) as the active species, Containing etching solution containing the nitrite-containing solution and the etching solution containing hydrofluoric acid (HF) and nitric acid (HNO 3 ) to produce an active species-containing etching solution, and the second step is a step of mixing the nitrite- (HNO 2 ) as an active species by the reaction between the active species-containing etching solution and the silicon substrate in the substrate processing apparatus, wherein the etching solution containing the active species is supplied to the substrate processing apparatus as the processing solution, The silicon substrate may be etched while causing the silicon substrate to be etched.
이러한 구성에 의해, 실리콘제 기판의 에칭 처리의 활성화에 기여하는 활성종으로서의 아질산(HNO2)을 함유하는 아질산 함유 용액이 생성되고, 그 아질산 함유 용액과 플루오르화수소산(HF) 및 질산(HNO3)을 포함하는 에칭 처리액이 혼합하여 이루어지는 활성종 혼합 에칭 처리액이 기판 처리 기구에서의 실리콘제 기판을 에칭 처리하는 처리액으로서 공급되기 때문에, 기판 처리 기구에서는, 실리콘제 기판이 당초부터 활성종인 아질산(HNO2)의 존재 하에서 에칭 처리액에 의해 처리되게 된다.With this arrangement, the nitrite-containing solution containing nitrous acid as an active species (HNO 2) which contributes to the activation of the etching process of the silicon second substrate are produced, and the nitrite-containing solution and a hydrofluoric acid (HF) and nitric acid (HNO 3 ) Is supplied as a processing solution for etching the substrate made of silicon in the substrate processing apparatus. Therefore, in the substrate processing apparatus, the substrate made of silicon is originally an active species It is treated by the etching treatment liquid in the presence of nitrite (HNO 2 ).
또한, 본 발명에 따른 기판 처리 시스템은, 처리액을 이용하여 기판을 처리하는 기판 처리 기구와, 기판의 처리 활성화에 기여하는 활성종을 함유하는 활성종 함유 용액을 저류하는 액체 저류 기구와, 상기 액체 저류 기구에 저류된 상기 활성종 함유 용액과 상기 기판을 처리하는 처리액을 혼합하여 상기 활성종 처리액을 생성하는 처리액 생성 기구와, 이 처리액 생성 기구에서 생성된 상기 활성종 함유 처리액을 상기 기판 처리 기구에 상기 처리액으로서 공급하는 처리액 공급 기구를 가지며, 상기 기판 처리 기구에서, 상기 활성종 함유 처리액과 상기 기판의 반응에 의해 활성종을 생기게 하면서 상기 기판을 처리하도록 구성된다.The substrate processing system according to the present invention comprises a substrate processing mechanism for processing a substrate using a process liquid, a liquid storage mechanism for storing an active species-containing solution containing an active species that contributes to the process activation of the substrate, A treatment liquid producing mechanism for mixing the active species-containing solution stored in the liquid storage device with a treatment liquid for treating the substrate to produce the active species treatment liquid; Is supplied to the substrate processing mechanism as the processing liquid, wherein the substrate processing mechanism is configured to process the substrate while causing active species to be generated by reaction between the active-species-containing processing liquid and the substrate .
특히, 상기 기판 처리 기구가 상기 기판으로서의 실리콘제 기판의 에칭 처리를 행하는 것인 경우, 상기 액체 저류 기구는 상기 활성종으로서의 아질산(HNO2)을 포함하는 아질산 함유 용액을 저류하고, 상기 처리액 생성 기구는 상기 액체 저류 기구에 저류된 상기 아질산 함유 용액과, 플루오르화수소산(HF) 및 질산(HNO3)을 포함하는 에칭 처리액을 혼합하여 활성종 함유 에칭 처리액을 생성하며, 상기 처리액 공급 기구는 상기 처리액 생성 기구에 의해 생성된 상기 활성종 함유 에칭 처리액을 상기 기판 처리 기구에 상기 처리액으로서 공급하고, 상기 기판 처리 기구에서, 상기 활성종 함유 에칭 처리액과 상기 실리콘제 기판의 반응에 의해 활성종으로서의 아질산(HNO2)을 생기게 하면서 상기 실리콘제 기판을 에칭 처리하도록 구성된다.Particularly, in the case where the substrate processing mechanism performs etching treatment of the silicon substrate as the substrate, the liquid storage mechanism stores the nitrite-containing solution containing the nitrite (HNO 2 ) as the active species, The mechanism mixes the nitrite-containing solution stored in the liquid storage mechanism with an etching solution containing hydrofluoric acid (HF) and nitric acid (HNO 3 ) to produce an etching solution containing active species, The mechanism supplies the active species-containing etching solution to the substrate processing mechanism as the processing solution, and in the substrate processing mechanism, the etching solution containing the active species and the silicon substrate And etching the silicon substrate while causing nitrite (HNO 2 ) as an active species by the reaction.
본 발명에 따른 기판 처리 방법 및 기판 처리 시스템에 따르면, 기판 처리 기구에서는, 기판이 당초부터 활성종의 존재 하에서 처리액에 의해 처리되게 되기 때문에, 특히 고농도의 처리액을 사용하지 않고도 그 처리액의 이용 효율의 저하를 방지하면서, 활성종의 작용에 의해, 처리액에 의해 효율적으로 기판을 처리할 수 있다.According to the substrate processing method and the substrate processing system of the present invention, since the substrate is originally treated with the processing solution in the presence of the active species, The substrate can be efficiently treated by the treatment liquid by the action of the active species while preventing the utilization efficiency from being lowered.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 기판 처리 시스템의 기본적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 기판 처리 시스템에 있어서의 처리액 공급 유닛의 상세한 구성예를 나타내는 배관 경로도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 기판 처리 시스템에서 아질산 함유 용액(활성종 함유 용액)을 생성하기 위한 처리 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 4a는 도 1에 나타내는 기판 처리 시스템에서 이루어지는 기판 처리의 순서(1)를 나타내는 흐름도이다.
도 4b는 도 1에 나타내는 기판 처리 시스템에서 이루어지는 기판 처리의 순서(2)를 나타내는 흐름도이다.
도 4c는 도 1에 나타내는 기판 처리 시스템에서 이루어지는 기판 처리의 순서(3)를 나타내는 흐름도이다.
도 4d는 도 1에 나타내는 기판 처리 시스템에서 이루어지는 기판 처리의 순서(4)를 나타내는 흐름도이다.
도 5는 도 1에 나타내는 기판 처리 시스템에 있어서의 처리액 공급 유닛의 동작 상태(1)를 나타내는 동작 상태도이다.
도 6은 도 1에 나타내는 기판 처리 시스템에 있어서의 처리액 공급 유닛의 동작 상태(2)를 나타내는 동작 상태도이다.
도 7은 도 1에 나타내는 기판 처리 시스템에 있어서의 처리액 공급 유닛의 동작 상태(3)를 나타내는 동작 상태도이다.
도 8은 도 1에 나타내는 기판 처리 시스템에 있어서의 처리액 공급 유닛의 동작 상태(4)를 나타내는 동작 상태도이다.
도 9는 도 1에 나타내는 기판 처리 시스템에 있어서의 처리액 공급 유닛의 동작 상태(5)를 나타내는 동작 상태도이다.
도 10은 도 1에 나타내는 기판 처리 시스템에 있어서의 처리액 공급 유닛의 동작 상태(6)를 나타내는 동작 상태도이다.
도 11은 도 1에 나타내는 기판 처리 시스템에 있어서의 처리액 공급 유닛의 동작 상태(7)를 나타내는 동작 상태도이다.
도 12는 도 1에 나타내는 기판 처리 시스템에 있어서의 처리액 공급 유닛의 동작 상태(8)를 나타내는 동작 상태도이다.
도 13은 도 1에 나타내는 기판 처리 시스템에 있어서의 처리액 공급 유닛의 동작 상태(9)를 나타내는 동작 상태도이다.
도 14는 도 1에 나타내는 기판 처리 시스템에 있어서의 처리액 공급 유닛의 동작 상태(10)를 나타내는 동작 상태도이다.
도 15는 도 1에 나타내는 기판 처리 시스템에 있어서의 처리액 공급 유닛의 동작 상태(11)를 나타내는 동작 상태도이다.
도 16은 도 1에 나타내는 기판 처리 시스템에 있어서의 처리액 공급 유닛의 동작 상태(12)를 나타내는 동작 상태도이다.
도 17은 도 1에 나타내는 기판 처리 시스템에 있어서의 처리액 공급 유닛의 동작 상태(13)를 나타내는 동작 상태도이다.
도 18은 도 1에 나타내는 기판 처리 시스템에 있어서의 처리액 공급 유닛의 동작 상태(14)를 나타내는 동작 상태도이다.
도 19는 도 1에 나타내는 기판 처리 시스템에 있어서의 처리액 공급 유닛의 동작 상태(15)를 나타내는 동작 상태도이다.
도 20은 도 1에 나타내는 기판 처리 시스템에 있어서의 처리액 공급 유닛의 동작 상태(16)를 나타내는 동작 상태도이다.
도 21은 도 1에 나타내는 기판 처리 시스템에 있어서의 처리액 공급 유닛의 동작 상태(17)를 나타내는 동작 상태도이다.
도 22는 도 1에 나타내는 기판 처리 시스템에 있어서의 처리액 공급 유닛의 동작 상태(18)를 나타내는 동작 상태도이다.
도 23은 도 1에 나타내는 기판 처리 시스템에 있어서의 처리액 공급 유닛의 동작 상태(19)를 나타내는 동작 상태도이다.
도 24는 도 1에 나타내는 기판 처리 시스템에 있어서의 처리액 공급 유닛의 동작 상태(20)를 나타내는 동작 상태도이다.
도 25는 도 1에 나타내는 기판 처리 시스템에 있어서의 처리액 공급 유닛의 동작 상태(21)를 나타내는 동작 상태도이다.
도 26은 도 1에 나타내는 기판 처리 시스템에 있어서의 처리액 공급 유닛의 동작 상태(22)를 나타내는 동작 상태도이다.
도 27은 도 1에 나타내는 기판 처리 시스템에 있어서의 처리액 공급 유닛의 동작 상태(23)를 나타내는 동작 상태도이다.
도 28은 도 1에 나타내는 기판 처리 시스템에 있어서의 처리액 공급 유닛의 동작 상태(24)를 나타내는 동작 상태도이다.
도 29는 도 1에 나타내는 기판 처리 시스템에 있어서의 처리액 공급 유닛의 동작 상태(25)를 나타내는 동작 상태도이다.
도 30은 도 1에 나타내는 기판 처리 시스템에 있어서의 처리액 공급 유닛의 동작 상태(26)를 나타내는 동작 상태도이다.
도 31은 도 1에 나타내는 기판 처리 시스템에 있어서의 처리액 공급 유닛의 동작 상태(27)를 나타내는 동작 상태도이다.
도 32는 도 1에 나타내는 기판 처리 시스템에 있어서의 처리액 공급 유닛의 동작 상태(28)를 나타내는 동작 상태도이다.
도 33은 도 1에 나타내는 기판 처리 시스템에 있어서의 처리액 공급 유닛의 동작 상태(29)를 나타내는 동작 상태도이다.
도 34는 도 1에 나타내는 기판 처리 시스템에 있어서의 웨이퍼 처리 매수와 에칭 처리액의 에칭률의 관계예를 나타내는 도면이다.1 is a block diagram showing a basic configuration of a substrate processing system according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a piping path diagram showing a detailed configuration example of the processing liquid supply unit in the substrate processing system shown in Fig. 1. Fig.
3 is a flow chart showing a procedure for producing a solution containing nitrite (active species-containing solution) in the substrate processing system shown in FIG.
Fig. 4A is a flowchart showing a sequence (1) of substrate processing performed in the substrate processing system shown in Fig.
Fig. 4B is a flowchart showing the order (2) of substrate processing performed in the substrate processing system shown in Fig.
4C is a flowchart showing the order (3) of substrate processing performed in the substrate processing system shown in FIG.
FIG. 4D is a flowchart showing the order (4) of substrate processing performed in the substrate processing system shown in FIG.
5 is an operational state diagram showing an operation state (1) of the process liquid supply unit in the substrate processing system shown in Fig.
6 is an operational state diagram showing an operation state (2) of the process liquid supply unit in the substrate processing system shown in Fig.
7 is an operational state diagram showing an operation state (3) of the process liquid supply unit in the substrate processing system shown in Fig.
8 is an operational state diagram showing an operation state (4) of the process liquid supply unit in the substrate processing system shown in Fig.
9 is an operational state diagram showing an operation state (5) of the process liquid supply unit in the substrate processing system shown in Fig.
10 is an operational state diagram showing an operation state (6) of the process liquid supply unit in the substrate processing system shown in Fig.
11 is an operational state diagram showing an operation state (7) of the process liquid supply unit in the substrate processing system shown in Fig.
12 is an operational state diagram showing an operation state (8) of the process liquid supply unit in the substrate processing system shown in Fig.
13 is an operational state diagram showing an operation state (9) of the process liquid supply unit in the substrate processing system shown in Fig.
14 is an operational state diagram showing an
Fig. 15 is an operational state diagram showing an
16 is an operational state diagram showing an
17 is an operational state diagram showing an operation state (13) of the process liquid supply unit in the substrate processing system shown in Fig.
18 is an operational state diagram showing an
Fig. 19 is an operational state diagram showing an
20 is an operational state diagram showing the operation state 16 of the process liquid supply unit in the substrate processing system shown in Fig.
21 is an operational state diagram showing an operating state 17 of the processing liquid supply unit in the substrate processing system shown in Fig.
22 is an operational state diagram showing an operation state 18 of the process liquid supply unit in the substrate processing system shown in Fig.
23 is an operational state diagram showing an operation state (19) of the process liquid supply unit in the substrate processing system shown in Fig.
24 is an operational state diagram showing an
25 is an operational state diagram showing an
26 is an operational state diagram showing an
27 is an operational state diagram showing an operation state (23) of the process liquid supply unit in the substrate processing system shown in Fig.
28 is an operational state diagram showing an operation state (24) of the process liquid supply unit in the substrate processing system shown in Fig.
29 is an operational state diagram showing an
30 is an operational state diagram showing an operation state 26 of the process liquid supply unit in the substrate processing system shown in Fig.
31 is an operational state diagram showing an operation state 27 of the process liquid supply unit in the substrate processing system shown in Fig.
32 is an operational state diagram showing an operation state 28 of the process liquid supply unit in the substrate processing system shown in Fig.
33 is an operational state diagram showing an operation state 29 of the process liquid supply unit in the substrate processing system shown in Fig.
34 is a diagram showing an example of the relationship between the number of wafers processed in the substrate processing system shown in Fig. 1 and the etching rate of the etching solution.
본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 이용하여 설명한다.Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
본 발명의 일 실시형태에 따른 기판 처리 시스템은 도 1에 나타내는 바와 같이 구성된다. 이 기판 처리 시스템은 실리콘제 반도체 웨이퍼(실리콘제 기판)를 에칭 처리한다.A substrate processing system according to an embodiment of the present invention is configured as shown in Fig. This substrate processing system etches silicon semiconductor wafers (silicon substrates).
도 1에 있어서, 이 기판 처리 시스템은 스핀 처리 장치(10)(기판 처리 기구), 처리액 공급 유닛(20), 처리액 회수 기구(30) 및 제어 유닛(40)을 갖는다. 스핀 처리 장치(10)는, 컵체(11) 내에서 실리콘제 반도체 웨이퍼(이하, 간단히 실리콘 웨이퍼라고 함)(W)를 지지하는 웨이퍼 척(13)이 모터(12)에 의해 회전하는 구조로 되어 있다. 그리고, 후술하는 바와 같이 처리액 공급 유닛(20)으로부터 공급되는 에칭 처리액이 실리콘 웨이퍼(W)의 상방에 배치된 노즐(14)로부터 이 실리콘 웨이퍼(W)에 분사된다. 이 에칭 처리액에 의해 웨이퍼 척(13)의 회전에 따라 회전하는 실리콘 웨이퍼(W)의 표면의 에칭 처리가 이루어진다.1, this substrate processing system has a spin processing apparatus 10 (substrate processing apparatus), a process
처리액 회수 기구(30)는 스핀 처리 장치(10)로부터 배출되는 사용 후의 에칭 처리액(폐액)을 회수하여 처리액 공급 유닛(20)에 공급하는 기구로서, 스핀 처리 장치(10)의 컵체(11)로부터 배출되는 사용 후의 에칭 처리액을 저류하는 드레인 탱크(31)와, 드레인 탱크(31)에 저류된 사용 후의 에칭 처리액을 처리액 공급 유닛(20)에 공급하는 펌프(32)를 갖는다. 제어 유닛(40)은 스핀 처리 장치(10)의 모터(12), 처리액 회수 기구(30)의 펌프(32) 및 처리액 공급 유닛(20)에 있어서의 각종 밸브 및 펌프(상세한 구성에 대해서는 후술함)의 구동 제어를 행한다.The treatment
처리액 공급 유닛(20)은 도 2에 나타내는 바와 같이 구성된다.The treatment
도 2에 있어서, 처리액 공급 유닛(20)은 회수 탱크(21), 용액 저류 탱크(22)(액체 저류 기구), 제1 공급 탱크(23) 및 제2 공급 탱크(24)를 갖는다. 회수 탱크(21)에는 전술한 처리액 회수 기구(30)(도 1 참조)에 의해 스핀 처리 장치(10)로부터 회수된 사용 후의 에칭 처리액이 유입(IN)되고, 그 사용 후의 에칭 처리액이 회수 탱크(21)에 모인다. 회수 탱크(21)와 용액 저류 탱크(22)가 이송관으로 결합되어 있고, 펌프(P1)의 동작에 의해, 회수 탱크(21)에 모인 사용 후의 에칭 처리액을, 개폐 밸브(V1)를 통하여 용액 저류 탱크(22)에 공급할 수 있다. 회수 탱크(21)는 제1 공급 탱크(23) 및 제2 공급 탱크(24)에도 이송관에 의해 병렬적으로 결합되어 있고, 펌프(P1)의 동작에 의해, 회수 탱크(21)에 모인 사용 후의 에칭 처리액을, 조절 밸브(Vc7)를 통하여 제1 공급 탱크(23)에, 조절 밸브(Vc8)를 통하여 제2 공급 탱크(24)에 각각 공급할 수 있다.2, the treatment
용액 저류 탱크(22)에는 순환용 이송관이 설치되어 있고, 펌프(P2)의 동작에 의해, 용액 저류 탱크(22)로부터 유출되는 용액을, 조절 밸브(Vc1)를 통하여 용액 저류 탱크(22)에 복귀시킬 수 있다. 또한, 용액 저류 탱크(22)는 제1 공급 탱크(23) 및 제2 공급 탱크(24)에 이송관에 의해 병렬적으로 결합되어 있고, 펌프(P2)의 동작에 의해, 용액 저류 탱크(22)에 모인 용액을, 조절 밸브(Vc2), 유량계(25), 역지 밸브(Vch) 및 조절 밸브(Vc3)를 통하여 제1 공급 탱크(23)에, 조절 밸브(Vc2), 유량계(25), 역지 밸브(Vch) 및 조절 밸브(Vc4)를 통하여 제2 공급 탱크(24)에 각각 공급할 수 있다.The
제1 공급 탱크(23)에는, 약액 공급 유닛(도시 생략)이 이송관군에 의해 결합되어 있고, 약액 공급 유닛으로부터 조절 밸브군(SVc1)을 통하여, 에칭 처리액을 조합하기 위한 각 약액인 플루오르화수소산(HF), 질산(HNO3), 초산(CH3COOH) 및 순수(H2O)의 각각을 제1 공급 탱크(23)에 공급할 수 있다. 또한, 제2 공급 탱크(24)에도 상기 약액 공급 유닛이 이송관군에 의해 결합되어 있고, 상기 약액 공급 유닛으로부터 조절 밸브군(SVc2)을 통하여 상기 각 약액을 제2 공급 탱크(24)에 공급할 수 있다.In the
제1 공급 탱크(23)는 이송관에 의해 스핀 처리 장치(10)(도 1 참조)에 결합되어 있으며, 펌프(P3)의 동작에 의해, 제1 공급 탱크(23) 내의 에칭 처리액을, 조절 밸브(Vc5)를 통하여 스핀 처리 장치(10)[노즐(14)]에 공급(OUT)할 수 있다. 또한, 제2 공급 탱크(24)도 이송관에 의해 스핀 처리 장치(10)(도 1 참조)에 결합되어 있으며, 펌프(P3)의 동작에 의해, 제2 공급 탱크(24) 내의 에칭 처리액을, 조절 밸브(Vc6)를 통하여 스핀 처리 장치(10)(노즐(14)]에 공급(OUT)할 수 있다.The
또한, 제1 공급 탱크(23)는 이송관에 의해 용액 저류 탱크(22)에 결합되어 있으며, 펌프(P4)의 동작에 의해, 제1 공급 탱크(23) 내의 에칭 처리액을, 개폐 밸브(V3 및 V2)를 통하여 용액 저류 탱크(22)에 이송할 수 있다. 또한, 제2 공급 탱크(24)도 이송관에 의해 용액 저류 탱크(22)에 결합되어 있으며, 펌프(P4)의 동작에 의해, 제2 공급 탱크(24) 내의 에칭 처리액을, 개폐 밸브(V4 및 V2)를 통하여 용액 저류 탱크(22)에 이송할 수 있다.The
또한, 회수 탱크(21)에는 조절 밸브(Vc9)를 통하여 희석용 물(순수)을 공급할 수 있고, 회수 탱크(21)에 모인 사용 후의 에칭 처리액을, 개폐 밸브(V7)를 통하여 배출(Drain)할 수 있다. 용액 저류 탱크(22)에 모인 용액을, 개폐 밸브(V6)를 통하여 배출(Drain)할 수 있다. 또한, 제1 공급 탱크(23)에 모인 에칭 처리액을, 펌프(P4)의 동작에 의해, 개폐 밸브(V3 및 V5)를 통하여 배출(Drain)할 수 있고, 제2 공급 탱크(24)에 모인 에칭 처리액도 펌프(P4)의 동작에 의해, 개폐 밸브(V4 및 V5)를 통하여 배출(Drain)할 수 있다.It is also possible to supply dilution water (pure water) to the
제어 유닛(40)은 유량계(25)로부터의 정보에 기초하여 용액 저류 탱크(22)로부터 제1 공급 탱크(23) 및 제2 공급 탱크(24)의 각각에 공급되는 용액의 유량 정보를 취득할 수 있다. 회수 탱크(21), 용액 저류 탱크(22), 제1 공급 탱크(23) 및 제2 공급 탱크(24)의 각각에는 상한 액량을 검출하는 상한 센서(H) 및 하한 액량을 검출하는 하한 센서(L)가 설치되어 있다[또한, 제1 공급 탱크(23) 및 제2 공급 탱크(24)에 대해서는 도시 생략함]. 제어 유닛(40)은 탱크(21, 22, 23, 24) 각각의 상한 센서(H) 및 하한 센서(L)로부터의 검출 신호에 기초하여, 각 탱크(21∼24) 내의 액량에 관한 정보를 얻을 수 있다. 제어 유닛(40)은 상기 취득되는 각 정보나, 스핀 처리 장치(10)에서의 처리 시간 및 에칭 처리된 실리콘 웨이퍼(W)의 매수 등의 처리에 관한 정보에 기초하여, 스핀 처리 장치(10)에 있어서의 구동 모터(12) 및 처리액 회수 기구(30)에 있어서의 펌프(32)의 구동 제어, 또한 처리액 공급 유닛(20)에 있어서의 각 펌프(P1∼P4)의 구동 제어, 각 개폐 밸브(V1∼V7)의 개폐 제어, 및 각 조절 밸브(Vc1∼Vc9)의 개방도 조정 제어를 행한다.The
이하, 전술한 구조의 기판 처리 시스템에서 이루어지는 실리콘 웨이퍼(W)의 에칭 처리에 대해서 설명한다.Hereinafter, the etching process of the silicon wafer W in the substrate processing system having the above-described structure will be described.
제어 유닛(40)의 제어 하, 처리액 공급 유닛(20)은 도 3 및 도 4a∼도 4d에 나타내는 순서에 따라 동작한다.Under the control of the
우선, 스핀 처리 장치(10)의 웨이퍼 척(13)에, 본래 에칭 처리하여야 하는 실리콘 웨이퍼(W)와 동종으로서, 그 표면이 조면화된 실리콘 웨이퍼(W)(이하, 조면화 실리콘 웨이퍼라고 함)가 세팅된 상태로, 도 3에 나타내는 순서에 따라, 실리콘 웨이퍼(W)의 에칭 처리의 활성화에 기여하는 활성종인 아질산(HNO2)을 함유하는 아질산 함유 용액이 생성된다(선행 단계).First, a silicon wafer W (hereinafter referred to as a roughened silicon wafer) having the same surface as that of the silicon wafer W to be etched originally is formed on the
약액 공급 유닛으로부터, 플루오르화수소산(HF), 질산(HNO3), 초산(CH3COOH) 및 순수(H2O)의 각 약액이 도 5의 굵은 선으로 나타내는 바와 같이, 조절 밸브군(SVc1)을 통하여 유량이 조절되면서 제1 공급 탱크(23)에 공급된다. 그리고, 제1 공급 탱크(23)에서, 플루오르화수소산(HF) 및 질산(HNO3)이 초산(CH3COOH) 및 순수(H2O)에 의해 희석되고, 플루오르화수소산(HF) 및 초산(HNO3)의 농도가 정해진 값으로 조정된 새로운 에칭 처리액이 생성된다(S011). 계속해서, 도 6에 나타내는 바와 같이, 조절 밸브군(SVc1)이 폐쇄되고, 제1 공급 탱크(23)에서, 새로운 에칭 처리액이 정해진 온도로 조정되면서 순환되어(S012), 에칭 처리액의 농도 균일화가 도모된다.As shown by the bold lines in FIG. 5, each chemical liquid of hydrofluoric acid (HF), nitric acid (HNO 3 ), acetic acid (CH 3 COOH) and pure water (H 2 O) And is supplied to the
또한, 약액 공급 유닛으로부터, 상기 각 약액이 도 7의 굵은 선으로 나타내는 바와 같이, 조절 밸브군(SVc2)을 통하여 유량이 조절되면서 제2 공급 탱크(24)에 공급된다. 그리고, 제2 공급 탱크(24)에 있어서, 제1 공급 탱크(23)의 경우와 마찬가지로, 새로운 에칭 처리액이 생성된다(S013). 계속해서, 도 8에 나타내는 바와 같이, 조절 밸브군(SVc2)이 폐쇄되고, 제2 공급 탱크(24)에서, 새로운 에칭 처리액이 정해진 온도로 조정되면서 순환되어(S014), 에칭 처리액의 농도 균일화가 도모된다.Further, the chemical liquid is supplied from the chemical liquid supply unit to the
이와 같이 하여, 제1 공급 탱크(23) 및 제2 공급 탱크(24)에서, 새로운 에칭 처리액의 조합이 이루어지면, 조절 밸브(Vc5)가 정해진 개방도로 제어된 상태에서 펌프(P3)가 동작하여, 도 9의 굵은 선으로 나타내는 바와 같이, 제1 공급 탱크(23)로부터 조절 밸브(Vc5)의 개방도에 따른 유량으로 에칭 처리액이 스핀 처리 장치(10)(SPM)에 공급된다(S015).When the combination of the new etching liquid is performed in the
스핀 처리 장치(10)(SPM)에 있어서, 처리액 공급 유닛(20)[제1 공급 탱크(23)]으로부터 공급되는 에칭 처리액이 노즐(14)로부터 회전하는 조면화 실리콘 웨이퍼(W)에 분사된다. 그리고, 그 조면화 웨이퍼(W)(Si)와 에칭 처리액(HF, HNO3)의 반응에 의해 활성종인 아질산(HNO2)이 생기면서 이 조면화 실리콘 웨이퍼(W)의 에칭 처리가 이루어진다(S016). 특히, 조면화되어 요철이 있는 표면의 오목부에 에칭 처리액이 모아짐으로써 반응이 한층 더 진행되어, 활성종인 아질산(HNO2)이 보다 많이 발생하면서, 그 아질산(HNO2)(활성종)의 존재에 의해 반응이 더욱 촉진된다. 이 스핀 처리 장치(10)에서의 에칭 처리 후의 에칭 처리액은 실리콘(Si)이 용해되어 있으며(H2SiF6의 상태), 또한 그 처리 과정에서 생성된 활성종인 아질산(HNO2)을 포함하고 있다.In the spin treatment apparatus 10 (SPM), the etching solution supplied from the treatment liquid supply unit 20 (the first supply tank 23) is supplied to the roughened silicon wafer W rotating from the
상기한 바와 같이 하여 스핀 처리 장치(10)에 있어서 조면화 실리콘 웨이퍼(W)의 에칭 처리가 이루어지는 과정에서 배출되는 에칭 처리액이, 실리콘(Si)이 용해된 아질산(HNO2) 함유 용액으로서, 회수 탱크(21)에 모인다. 그리고, 도 10의 굵은 선으로 나타내는 바와 같이, 회수 탱크(21)로부터 그 실리콘(Si)이 용해된 아질산 함유액(사용 후의 에칭 처리액)이 펌프(P1)의 동작에 의해, 개방된 개폐 밸브(V1)를 통하여 용액 저류 탱크(22)에 공급된다(S017). 그 후, 용액 저류 탱크(22)에서의 상한 액량이 상한 센서(H)에서 검출되면, 도 11에 나타내는 바와 같이, 개폐 밸브(V1)가 폐쇄되고, 회수 탱크(21)로부터 용액 저류 탱크(22)에의 아질산 함유액의 공급이 정지된다(S018). 또한, 적당한 타이밍에 있어서, 조절 밸브(Vc5)가 폐쇄되어 제1 공급 탱크(23)로부터의 에칭 처리액의 공급이 정지되며, 조절 밸브(Vc6)가 정해진 개방도로 조정되어, 도 11의 굵은 선으로 나타내는 바와 같이, 제2 공급 탱크(24)로부터 조절 밸브(Vc6)의 개방도에 따른 유량으로 에칭 처리액이 스핀 처리 장치(10)(SPM)에 공급된다(S015).As described above, the etching solution to be discharged in the process of etching the roughened silicon wafer W in the
이 상황에 있어서, 스핀 처리 장치(10)로부터 배출되는 에칭 처리액의 회수 탱크(21)에의 저류가 계속된다(S019). 그리고, 회수 탱크(21)의 상한 액량이 상한 센서(H)에서 검출되면, 도 12에 나타내는 바와 같이, 펌프(P3)가 정지되어 스핀 처리 장치(10)(SPM)에의 에칭 처리액의 공급이 정지된다. 이에 의해, 스핀 처리 장치(10)에서의 에칭 처리가 정지되어, 회수 탱크(21)에의 에칭 처리액의 저류가 정지된다(S020). 그 후, 도 12의 굵은 선으로 나타내는 바와 같이, 개폐 밸브(V3, V4, V5)가 개방된 상태에서의 펌프(P4)의 동작에 의해, 제1 공급 탱크(23) 및 제2 공급 탱크(24)에 남은 에칭 처리액이 배출(Drain)된다(S021).In this situation, the retention of the etching solution discharged from the
이와 같이 하여, 조면화 실리콘 웨이퍼(W)를 에칭 처리한 후의 에칭 처리액이 아질산 함유 용액(사용 후의 에칭 처리액: 활성종 함유 용액)으로서 용액 저류 탱크(22)에 모인다.In this manner, the etching solution after etching the roughened silicon wafer W is collected in the
다음에, 도 4a∼도 4d의 순서에 따라, 본래의 실리콘 웨이퍼(W)를 에칭 처리하는 스핀 처리 장치(10)에 활성종 함유 에칭 처리액이 공급된다.Next, the active species-containing etching treatment liquid is supplied to the
도 4a에 있어서, 약액 공급 유닛으로부터, 플루오르화수소산(HF), 질산(HNO3), 초산(CH3COOH) 및 순수(H2O)의 각 약액이 도 13의 굵은 선으로 나타내는 바와 같이, 조절 밸브군(SVc1)을 통하여 유량이 조절되면서 제1 공급 탱크(23)에 공급된다. 그리고, 제1 공급 탱크(23)에서, 플루오르화수소산(HF) 및 질산(HNO3)이 초산(CH3COOH) 및 순수(H2O)에 의해 희석되어, 플루오르화수소산(HF) 및 질산(HNO3)의 농도가 정해진 값으로 조정된 새로운 에칭 처리액이 생성된다(S21). 이때, 도 13에 나타내는 바와 같이, 펌프(P2)의 동작에 의해, 조절 밸브(Vc1)의 개방도에 따른 유량으로, 용액 저류 탱크(22)에 모인 아질산 함유 용액(사용 후의 에칭 처리액)이 순환한다(S22). 그 후, 조절 밸브군(SVc1)이 폐쇄되어, 조절 밸브(Vc2, Vc3)의 개방도가 조정된 상태에서의 펌프(P2)의 동작에 의해, 도 14의 굵은 선으로 나타내는 바와 같이, 용액 저류 탱크(22)로부터 조절 밸브(Vc2), 유량계(25), 역지 밸브(Vch) 및 조절 밸브(Vc3)를 통하여 아질산 함유 용액이 제1 공급 탱크(23)에 공급된다(S23). 이때, 유량계(25)에서 얻어지는 유량 정보에 기초하여, 이미 제1 공급 탱크(23)에 모인 에칭 처리액에 대하여 정해진 배합비가 되는 양의 아질산 함유 용액이 제1 공급 탱크(23)에 공급된다. 이에 의해, 제1 공급 탱크(23) 내에서, 활성종인 아질산(HNO2)과 에칭 처리액[플루오르화수소산(HF) 및 질산(HNO3)을 포함함]이 혼합하여 이루어지는 활성종 함유 에칭 처리액이 생성된다(처리액 생성 기구, 제1 단계).In FIG. 4A, each chemical liquid of hydrofluoric acid (HF), nitric acid (HNO 3 ), acetic acid (CH 3 COOH) and pure water (H 2 O) And is supplied to the
이와 같이 하여 제1 공급 탱크(23) 내에 활성종 함유 에칭 처리액이 생성되면, 도 15에 나타내는 바와 같이, 조절 밸브군(SVc1)이 폐쇄되고, 제1 공급 탱크(23)에서, 활성종 함유 에칭 처리액이 정해진 온도로 조정되면서 순환되어(S24), 활성종 함유 에칭 처리액의 농도 균일화가 도모된다. 또한, 이때, 용액 저류 탱크(22)로부터 제1 공급 탱크(23)에의 아질산 함유 용액의 공급이 정지되며[조절 밸브(Vc2, Vc3)가 폐쇄], 도 15의 굵은 선으로 나타내는 바와 같이, 펌프(P2)의 동작에 의해, 조절 밸브(Vc1)의 개방도에 따른 유량으로써, 용액 저류 탱크(22)에 모인 아질산 함유 용액이 순환한다.15, the control valve group SVc1 is closed, and in the
계속해서, 약액 공급 유닛으로부터, 전술한 각 약액(HF, HNO3, CH3COOH, H2O)이 도 16의 굵은 선으로 나타내는 바와 같이, 조절 밸브군(SVc2)을 통하여 유량이 조절되면서 제2 공급 탱크(24)에 공급된다. 그리고, 제2 공급 탱크(24)에서, 제1 공급 탱크(23)의 경우와 마찬가지로, 새로운 에칭 처리액[플루오르화수소산(HF) 및 질산(HNO3)을 포함함]이 생성된다(S25). 이 상태로, 용액 저류 탱크(22)에 모인 아질산 함유 용액의 순환 동작은 계속된다(S26).Subsequently, as shown by the bold line in FIG. 16, the above-mentioned chemical solutions (HF, HNO 3 , CH 3 COOH, and H 2 O) are regulated from the chemical liquid supply unit through the control valve group SVc2, 2
그 후, 조절 밸브(Vc2)가 폐쇄되어, 조절 밸브(Vc2, Vc4)의 개방도가 조정된 상태에서의 펌프(P2)의 동작에 의해, 도 17의 굵은 선으로 나타내는 바와 같이, 용액 저류 탱크(22)로부터 조절 밸브(Vc2), 유량계(25), 역지 밸브(Vch) 및 조절 밸브(Vc4)를 통하여 아질산 함유 용액(사용 후의 에칭 처리액)이 제2 공급 탱크(24)에 공급된다(S27). 이때, 유량계(25)에서 얻어지는 유량 정보에 기초하여, 이미 제2 공급 탱크(24)에 모인 에칭 처리액에 대하여 정해진 배합비가 되는 양의 아질산 함유 용액이 제2 공급 탱크(24)에 공급된다. 이에 의해, 제2 공급 탱크(24) 내에도, 제1 공급 탱크(23)와 마찬가지로, 활성종인 아질산(HNO2)과 에칭 처리액[플루오르화수소산(HF) 및 질산(HNO3)을 포함함]이 혼합하여 이루어지는 활성종 함유 에칭 처리액이 생성된다(처리액 생성 기구, 제1 단계). 그리고, 도 18에 나타내는 바와 같이, 제2 공급 탱크(24)에서, 활성종 함유 에칭 처리액이 정해진 온도로 조정되면서 순환되어(S28), 활성종 함유 에칭 처리액의 농도 균일화가 도모된다. 또한, 이때, 용액 저류 탱크(22)로부터 제2 공급 탱크(24)에의 아질산 함유 용액의 공급이 정지되고[조절 밸브(Vc2, Vc4)가 폐쇄], 도 18의 굵은 선으로 나타내는 바와 같이, 펌프(P2)의 동작에 의해, 조절 밸브(Vc1)의 개방도에 따른 유량으로써, 용액 저류 탱크(22)에 모인 아질산 함유 용액이 순환한다[이후, 용액 저류 탱크(22)가 이용되는 기간을 제외하고 이 상태가 유지됨].Thereafter, by the operation of the pump P2 in a state in which the control valve Vc2 is closed and the opening degrees of the control valves Vc2 and Vc4 are adjusted, as shown by the bold lines in Fig. 17, Containing solution (etching solution after use) is supplied to the
상기한 바와 같이 하여, 제1 공급 탱크(23) 및 제2 공급 탱크(24)의 쌍방에 활성종[아질산: HNO2) 함유 에칭 처리액이 모이면, 처리액 공급 유닛(20)으로부터 스핀 처리 장치(10)에 활성종 함유 에칭 처리액이 공급되고(S29: 제2 단계), 스핀 처리 장치(10)에서는, 공급되는 활성종 함유 에칭 처리액에 의해 실리콘 웨이퍼(W)의 에칭 처리가 이루어진다. 상기 활성종 함유 에칭 처리액의 스핀 처리 장치(10)에의 공급은 구체적으로 다음과 같이 이루어진다.When the etching liquid containing active species (nitrite: HNO 2 ) is collected in both the
조절 밸브(Vc5)가 정해진 개방도로 제어된 상태에서 펌프(P3)가 동작하고, 도 19의 굵은 선으로 나타내는 바와 같이, 제1 공급 탱크(23)로부터 조절 밸브(Vc5)의 개방도에 따른 유량으로 활성종 함유 에칭 처리액이 스핀 처리 장치(10)(SPM)에 공급된다(S291). 스핀 처리 장치(10)(SPM)에서는, 처리액 공급 유닛(20)[제1 공급 탱크(23)]으로부터 공급되는 활성종 함유 에칭 처리액이 노즐(14)로부터 회전하는 실리콘 웨이퍼(W)에 분사되고, 활성종[아질산(HNO2)]의 존재 하, 에칭 처리액[플루오르화수소산(HF), 질산(HNO3)을 포함함] 실리콘 웨이퍼(W)(Si)가 반응하여, 실리콘 웨이퍼(W)의 에칭 처리가 이루어진다. 상기 에칭 처리액과 실리콘 웨이퍼(W)의 반응은 활성종[아질산(HNO2)]의 존재에 의해 촉진되고, 또한 그 반응에 의해 새로운 활성종[아질산(HNO2)]이 생겨, 그 반응이 촉진되는 상태가 유지되면서 상기 반응(에칭 처리)이 이루어진다. 스핀 처리 장치(10)에서의 에칭 처리 후의 활성종 함유 에칭 처리액은 실리콘(Si)이 용해되어 있으며(H2SiF6의 상태), 또한 활성종인 아질산(HNO2)을 포함하고 있다.The pump P3 is operated in a state in which the control valve Vc5 is controlled to a predetermined opening degree and the flow rate of the flow rate of the control valve Vc5 from the
스핀 처리 장치(10)에 있어서 실리콘 웨이퍼(W)의 에칭 처리가 이루어지는 과정에서 배출되는 실리콘(Si)이 용해된 활성종 함유 에칭 처리액은 처리액 회수 기구(30)(도 1 참조)에 의해 회수되어 처리액 공급 유닛(20)에 있는 회수 탱크(21)에 모인다(처리액 회수 단계). 그리고, 도 20의 굵은 선으로 나타내는 바와 같이, 회수 탱크(21)로부터 활성종 함유 에칭 처리액이 펌프(P1)의 동작에 의해, 조절 밸브(Vc7)의 개방도에 따른 유량으로 제1 공급 탱크(23)에 공급된다(S292: 처리액 복귀 기구). 또한, 제1 공급 탱크(23)로부터 펌프(P3)의 동작에 의해 조절 밸브(Vc5)의 개방도에 따른 유량으로 스핀 처리 장치(10)에 복귀된다(처리액 복귀 단계). 이후, 단계 29(단계 291 및 단계 292)에서의 동작이 계속해서 행해짐으로써(도 20에 나타내는 상태 참조), 제1 공급 탱크(23)로부터 활성종 함유 에칭 처리액이 스핀 처리 장치(10)에 공급되면서, 스핀 처리 장치(10)로부터 회수되는 사용 후의 활성종 함유 에칭 처리액이 회수 탱크(21)를 통해 제1 공급 탱크(23)에 복귀되는 상태가 계속된다.The active species-containing etching solution containing silicon (Si) dissolved in the process of etching the silicon wafer W in the
전술한 바와 같이, 활성종 함유 에칭액이 스핀 처리 장치(10)와 처리액 공급 유닛(20)을 순환하고 있는 상태에서, 스핀 처리 장치(10)에서 실리콘 웨이퍼(W)의 에칭 처리가 이루어지는 동안, 제어 유닛(40)은 처리액 공급 유닛(20)에서의 펌프(P1, P3) 및 조절 밸브(Vc5, Vc7)의 구동 제어(도 20 참조) 등을 행하면서, 그것과 병행하여, 도 4b에 나타내는 순서에 따라 처리를 행한다.As described above, while the etching treatment of the silicon wafer W is carried out in the
도 4b에 있어서, 제어 유닛(40)은 스핀 처리 장치(10)에서의 에칭 처리가 종료되었는지의 여부(S31), 스핀 처리 장치(10)에서의 처리 시간에 기초하여 전술한 바와 같이 순환하여 이용되는 활성종 함유 에칭 처리액의 라이프 타임이 만료되었는지의 여부, 즉 이용되는 활성종 함유 에칭 처리액이 실리콘 웨이퍼(W)를 처리하는 에칭 처리액으로서 유효한지의 여부(S32: 판정 수단, 판정 단계), 또한 스핀 처리 장치(10)에서의 실리콘 웨이퍼(W)의 처리 매수 및 처리 시간 등에 기초하여 이용되는 활성종 함유 에칭 처리액의 에칭률 저하를 보정하여야 하는 타이밍인지의 여부(S33)를 반복하여 판정한다. 그 과정에서, 에칭률 저하를 보정하여야 하는 타이밍이라고 판정하면(S33에서 YES), 제어 유닛(40)은 현재 활성종 함유 에칭 처리액을 공급하고 있는 것이 제1 공급 탱크(23) 및 제2 공급 탱크(24) 중 어느 것인지도 판정한다(S34).4B, the
여기서, 제1 공급 탱크(23)로부터 활성종 함유 에칭 처리액이 공급되고 있다고 판정하면, 제어 유닛(40)은 에칭률 저하를 보정하기 위해 정해진 양의 플루오르화수소산(HF) 및 질산(HNO3)과, 에칭 처리액의 회수율이 100％보다 낮은 것에 기인한 에칭 처리액의 감소분을 보정하기 위한 정해진 양의 에칭 처리액(HF, HNO3, CH3COOH, H2O)을 제1 공급 탱크(24)에 추가하도록, 처리액 공급 유닛(20)에 있어서의 조절 밸브군(SVc1)의 개방도 및 구동 제어를 행한다(S35). 이에 의해, 처리액 공급 유닛(20)에서는, 도 21의 굵은 선으로 나타내는 바와 같이, 전술한 바와 같이 스핀 처리 장치(10)로부터 회수된 활성종 함유 에칭 처리액이 회수 탱크(21)로부터 제1 공급 탱크(23)에 공급되면서, 제1 공급 탱크(23)로부터 활성종 함유 에칭 처리액이 스핀 처리 장치(10)에 공급되는 상태에서, 약액 공급 유닛으로부터의 각 약액(HF, HNO3, CH3COOH, H2O)이, 제어되는 조절 밸브군(SVc1)을 통하여, 상기 에칭률 저하를 보정하고, 또한 상기 에칭 처리액의 감소분을 보정하는 양만큼 제1 공급 탱크(23)에 공급된다.If the
이후, 활성종 함유 에칭 처리액이 스핀 처리 장치(10)와 처리액 공급 유닛(20)을 순환하고 있는 상태에서, 스핀 처리 장치(10)에서 이 활성종 함유 에칭 처리액에 의한 실리콘 웨이퍼(W)의 에칭 처리가 이루어진다. 그 과정에서, 제어 유닛(40)은 스핀 처리 장치(10)에서의 에칭 처리가 종료되었는지의 여부(S31), 이 활성종 함유 에칭 처리액의 라이프 타임이 만료되었는지의 여부(S32), 또한 이 활성종 함유 에칭 처리액의 에칭률 저하를 보정하여야 하는 타이밍인지의 여부(S33)를 반복하여 판정한다. 그리고, 상기 순환하는 활성종 함유 에칭 처리액의 라이프 타임이 만료되었다고 판정하면(S32에서 YES), 도 22(도 21과 대비하여)에 나타내는 바와 같이, 펌프(P1) 및 펌프(P3)가 정지되며, 조절 밸브(Vc5, Vc7)가 폐쇄되고, 전술한 활성종 함유 에칭 처리액의 순환이 정지하여, 스핀 처리 장치(10)에서의 에칭 처리도 중단된다. 그리고, 제1 공급 탱크(23)로부터 활성종 함유 에칭 처리액이 공급되던 경우, 제어 유닛(40)은 도 4c에 나타내는 순서에 따라 처리를 계속시킨다.Thereafter, in the
도 4c에 있어서, 개폐 밸브(V3, V2)가 개방된 상태에서의 펌프(P4)(이송 기구)의 동작에 의해, 도 23의 굵은 선으로 나타내는 바와 같이, 제1 공급 탱크(23)로부터 라이프 타임이 만료된 활성종 함유 에칭 처리액이 용액 저류 탱크(22)에 이송되고(S41), 그 활성종 함유 에칭 처리액이 활성종[아질산(HNO2)] 함유 용액으로서 용액 저류 탱크(22)에 모인다. 그리고, 용액 저류 탱크(22)의 상한 액량이 상한 센서(H)에서 검출되면, 도 24의 굵은 선으로 나타내는 바와 같이, 펌프(P4)가 동작하고 있는 상태에서, 개폐 밸브(V2)가 폐쇄되고, 개폐 밸브(V5)가 개방됨으로써, 제1 공급 탱크(23)로부터의 활성종 함유 에칭 처리액(활성종 함유 용액)이 용액 저류 탱크(22)에 이송되는 일없이, 배출(Drain)된다(S42).23, by the operation of the pump P4 (delivery mechanism) in a state in which the open / close valves V3 and V2 are opened in FIG. 4C, The etchant containing the active species with an expired time is transferred to the solution reservoir tank 22 (S41) and the etching solution containing the active species is stored in the
제1 공급 탱크(23)로부터 라이프 타임이 만료된 상기 활성종 함유 에칭 처리액의 전부가 배출되면, 약액 공급 유닛으로부터의 각 약액(HF, HNO3, CH3COOH, H2O)이 도 25의 굵은 선으로 나타내는 바와 같이, 조절 밸브군(SVc1)을 통하여 유량이 조정되면서 제1 공급 탱크(23)에 공급되고, 제1 공급 탱크(23)에서 새로운 에칭 처리액이 조합된다(S43). 이때, 도 25에 나타내는 바와 같이, 펌프(P2)의 동작에 의해, 조절 밸브(Vc1)의 개방도에 따른 유량으로, 용액 저류 탱크(22)에 전술한 바와 같이 이송된 활성종 함유 에칭 처리액(아질산 함유 용액)이 순환한다(S44). 그 후, 조절 밸브군(SVc1)이 폐쇄되고, 조절 밸브(Vc2, Vc3)의 개방도가 조정된 상태에서의 펌프(P2)의 동작에 의해, 도 26의 굵은 선으로 나타내는 바와 같이, 용액 저류 탱크(22)로부터 조절 밸브(Vc2), 유량계(25), 역지 밸브(Vch) 및 조절 밸브(Vc3)를 통하여 아질산 함유 용액(활성종 혼합 에칭 처리액)이 제1 공급 탱크(23)에 공급된다(S45). 이때, 유량계(25)에서 얻어지는 유량 정보에 기초하여, 이미 제1 공급 탱크(23)에 모인 에칭 처리액에 대하여 정해진 배합비가 되는 양의 아질산 함유 용액이 제1 공급 탱크(23)에 공급된다. 이에 의해, 제1 공급 탱크(23) 내에서, 활성종인 아질산(HNO2)과 에칭 처리액[플루오르화수소산(HF) 및 질산(HNO3)을 포함함]이 혼합하여 이루어지는 새로운 활성종 함유 에칭 처리액이 생성된다(처리액 생성 기구, 제3 단계).(HF, HNO 3 , CH 3 COOH, and H 2 O) from the chemical liquid supply unit are discharged from the
이와 같이 하여 제1 공급 탱크(23) 내에 새로운 활성종 함유 에칭 처리액이 생성되면, 도 27에 나타내는 바와 같이, 조절 밸브군(SVc1)이 폐쇄되고, 제1 공급 탱크(23)에서, 그 새로운 활성종 함유 에칭 처리액이 정해진 온도로 조정되면서 순환되어(S46), 활성종 함유 에칭 처리액의 농도 균일화가 도모된다. 또한, 이때, 도 27의 굵은 선으로 나타내는 바와 같이, 펌프(P2)의 동작에 의해, 조절 밸브(Vc1)의 개방도에 따른 유량으로써, 용액 저류 탱크(22)에 모인 아질산 함유 용액이 순환한다.27, the control valve group SVc1 is closed. In the
상기한 바와 같이 하여 라이프 타임이 만료된 활성종 에칭 처리액이 배출된 제1 공급 탱크(23) 내에서 새로운 활성종 함유 에칭 처리액이 생성되면, 처리액 공급 유닛(20)으로부터 스핀 처리 장치(10)에의 활성종 함유 에칭 처리액의 공급(S47)이 개시된다. 구체적으로는, 조절 밸브(Vc6)가 정해진 개방도로 제어된 상태에서 펌프(P3)가 동작하고, 도 28의 굵은 선으로 나타내는 바와 같이, 제2 공급 탱크(24)로부터 조절 밸브(Vc6)의 개방도에 따른 유량으로 활성종 함유 에칭 처리액이 스핀 처리 장치(10)(SPM)에 공급된다(S471). 스핀 처리 장치(10)(SPM)에서는, 전술한 바와 마찬가지로, 활성종인 아질산(HNO2)의 존재 하에, 에칭 처리액(HF, HNO3, CH3COOH, H2O)과 실리콘 웨이퍼(W)(Si)의 반응에 의해 새로운 활성종[아질산(HNO2)]이 생기면서 실리콘 웨이퍼(W)의 에칭 처리가 이루어진다. 그리고, 실리콘 웨이퍼(W)의 에칭 처리가 이루어지는 과정에서 스핀 처리 장치(10)로부터 회수되어 회수 탱크(21)에 모인 실리콘(Si)이 용해된 활성종 함유 에칭 처리액이 도 29의 굵은 선으로 나타내는 바와 같이, 회수 탱크(21)로부터, 펌프(P1)의 동작에 의해, 조절 밸브(Vc8)의 개방도에 따른 유량으로 제2 공급 탱크(24)에 공급된다(S472). 또한, 제2 공급 탱크(24)로부터 펌프(P3)의 동작에 의해 조절 밸브(Vc6)의 개방도에 따른 유량으로 스핀 처리 장치(10)에 복귀된다. 이후, 단계 S47(단계 S471 및 단계 S472)에서의 동작이 계속해서 행해짐으로써(도 29에 나타내는 상태 참조), 제2 공급 탱크(24)로부터 활성종 함유 에칭 처리액이 스핀 처리 장치(10)에 공급되면서, 스핀 처리 장치(10)로부터 회수되는 사용 후의 활성종 함유 에칭 처리액이 회수 탱크(21)를 통해 제2 공급 탱크(24)에 복귀되는 상태가 계속된다.When a new active species-containing etching solution is generated in the
전술한 바와 마찬가지로, 활성종 함유 에칭액이 스핀 처리 장치(10)와 처리액 공급 유닛(20)을 순환하고 있는 상태에서, 스핀 처리 장치(10)에서 실리콘 웨이퍼(W)의 에칭 처리가 이루어지는 동안, 제어 유닛(40)은 처리액 공급 유닛(20)에서의 펌프(P1, P3) 및 조절 밸브(Vc6, Vc8)의 구동 제어(도 29 참조) 등을 행하면서, 그것과 병행하여, 도 4b에 나타내는 순서에 따라 처리를 행한다.While the etching treatment of the silicon wafer W is carried out in the
즉, 제어 유닛(40)은 스핀 처리 장치(10)에서의 에칭 처리가 종료되었는지의 여부(S31), 순환하여 이용되는 활성종 함유 에칭 처리액의 라이프 타임이 만료되었는지의 여부(S32), 또한 상기 활성종 함유 에칭 처리액의 에칭률 저하를 보정하여야 하는 타이밍인지의 여부(S33)를 반복하여 판정하고 있다. 그 과정에서, 에칭률 저하를 보정하여야 하는 타이밍이라고 판정하면(S33에서 YES), 제어 유닛(40)은 현재 활성종 함유 에칭 처리액을 공급하고 있는 것이 제1 공급 탱크(23) 및 제2 공급 탱크(24) 중 어느 것인지도 판정한다(S34).That is, the
여기서, 제2 공급 탱크(24)로부터 활성종 함유 에칭 처리액이 공급되고 있다고 판정하면, 전술한 바와 마찬가지로, 제어 유닛(40)은 에칭률 저하의 보정, 및 에칭 처리액의 감소분의 보정을 위해, 정해진 양의 에칭 처리액(HF, HNO3, CH3COOH, H2O)을 제2 공급 탱크(24)에 추가하도록, 처리액 공급 유닛(20)에 있어서의 조절 밸브군(SVc2)의 개방도 및 구동 제어를 행한다(S36). 이에 의해, 처리액 공급 유닛(20)에서는, 도 30의 굵은 선으로 나타내는 바와 같이, 전술한 바와 같이 스핀 처리 장치(10)로부터 회수되는 활성종 함유 에칭 처리액이 회수 탱크(21)로부터 제2 공급 탱크(24)에 공급되면서, 제2 공급 탱크(24)로부터 활성종 함유 에칭 처리액이 스핀 처리 장치(10)에 공급되는 상태에서, 약액 공급 유닛으로부터의 각 약액(HF, HNO3, CH3COOH, H2O)이, 제어되는 조절 밸브군(SVc2)을 통하여, 상기 에칭률 저하를 보상하고, 또한 상기 에칭 처리액의 감소분을 보정하는 양만큼 제2 공급 탱크(24)에 공급된다.Here, if it is determined that the active species-containing etching solution is supplied from the
이후, 활성종 함유 에칭 처리액이 스핀 처리 장치(10)와 처리액 공급 유닛(20)을 순환하고 있는 상태에서, 스핀 처리 장치(10)에서 이 활성종 함유 에칭 처리액에 의한 실리콘 웨이퍼(W)의 에칭 처리가 이루어진다. 그 과정에서, 제어 유닛(40)은 스핀 처리 장치(10)에서의 에칭 처리가 종료되었는지의 여부(S31), 이 활성종 함유 에칭 처리액의 라이프 타임이 만료되었는지의 여부(S32), 또한 이 활성종 함유 에칭 처리액의 에칭률 저하를 보정하여야 하는 타이밍인지의 여부(S33)를 반복하여 판정한다. 그리고, 상기 순환하는 활성종 함유 에칭 처리액의 라이프 타임이 만료되었다고 판정하면(S32에서 YES), 도 31(도 30과 대비하여)에 나타내는 바와 같이, 펌프(P1) 및 펌프(P3)가 정지되며, 조절 밸브(Vc6, Vc8)가 폐쇄되고, 전술한 활성종 함유 에칭 처리액의 순환이 정지하여, 스핀 처리 장치(10)에서의 에칭 처리도 중단된다. 그리고, 제2 공급 탱크(23)로부터 활성종 함유 에칭 처리액이 공급되던 경우, 제어 유닛(40)은 도 4d에 나타내는 순서에 따라 처리를 계속시킨다.Thereafter, in the
도 4d에 있어서, 개폐 밸브(V4, V2)가 개방된 상태에서의 펌프(P4)(이송 기구)의 동작에 의해, 도 32의 굵은 선으로 나타내는 바와 같이, 제1 공급 탱크(23)로부터 라이프 타임이 만료된 활성종 함유 에칭 처리액이 용액 저류 탱크(22)에 이송되고(S51), 그 활성종 함유 에칭 처리액이 활성종[아질산(HNO2)] 함유 용액으로서 용액 저류 탱크(22)에 모인다. 그리고, 용액 저류 탱크(22)의 상한 액량이 상한 센서(H)에서 검출되면, 도 33의 굵은 선으로 나타내는 바와 같이, 펌프(P4)가 동작하고 있는 상태에서, 개폐 밸브(V2)가 폐쇄되고, 개폐 밸브(V5)가 개방됨으로써, 제2 공급 탱크(24)로부터의 활성종 함유 에칭 처리액(활성종 함유 용액)이 용액 저류 탱크(22)에 이송되는 일없이, 배출(Drain)된다(S52).In FIG. 4D, by the operation of the pump P4 (delivery mechanism) in a state in which the open / close valves V4 and V2 are opened, as shown by the bold line in FIG. 32, time has expired active species-containing etching treatment liquid is transferred to a solution storage tank 22 (S51), the active species-containing etching treatment liquid is an active species [nitrous acid (HNO 2)]
제2 공급 탱크(24)로부터 라이프 타임이 만료된 상기 활성종 함유 에칭 처리액이 전부 배출되면, 전술한 제1 공급 탱크의 경우(도 4c에서의 S43∼S46 참조)와 마찬가지로, 제2 공급 탱크(24)에서, 약액 공급 유닛으로부터의 각 약액(HF, HNO3, CH3COOH, H2O)에 의해 조합된 새로운 에칭 처리액과, 용액 저류 탱크(22)로부터의 활성종 함유 용액(라이프 타임이 만료된 활성종 함유 에칭 처리액)이 혼합되어 새로운 활성종 함유 처리액이 생성된다(S53∼S55). 그리고, 제2 공급 탱크(24)에서, 그 새로운 활성종 함유 에칭 처리액이 정해진 온도로 조정되면서 순환되어(S56), 활성종 함유 에칭 처리액의 농도 균일화가 도모된다.When all of the active species-containing etching treatment liquid whose lifetime has expired from the
그 후, 도 4a에 나타내는 단계 S29의 처리로 이행하여, 제1 공급 탱크(23)로부터 활성종 함유 에칭 처리액이 스핀 처리 장치(10)에 공급되면서(S291), 스핀 공급 처리 장치(10)로부터 회수되는 사용 후의 활성종 함유 에칭 처리액이 제1 공급 탱크(23)에 복귀된다. 이 상태로, 스핀 처리 장치(10)에서, 활성종 함유 에칭 처리액과 실리콘 웨이퍼(W)의 반응에 의해 활성종으로서의 아질산(HNO2)을 생기게 하면서 이 실리콘 웨이퍼(W)의 에칭 처리가 이루어진다.4A, the
이후, 활성종 함유 에칭 처리액의 라이프 타임이 만료될 때마다(도 4b에 있어서의 S32에서 YES), 제1 공급 탱크(23)와 제2 공급 탱크(24)가 전환하면서, 스핀 처리 장치(10)와 공급 탱크[제1 공급 탱크(23) 또는 제2 공급 탱크(24)] 사이에서 활성종 함유 에칭 처리액이 순환한다. 그리고, 그 상태에서, 스핀 처리 장치(10)에서 실리콘 웨이퍼(W)의 에칭 처리가 이루어진다.Thereafter, the
또한, 제어 유닛(40)은 도 4b에 나타내는 순서(S31, S32, S33)에 따라 처리를 행하고 있는 과정에서, 예컨대, 스핀 처리 장치(10)로부터의 종료 신호가 입력되면(S31에서 YES), 처리를 종료시킨다.When the end signal from the
전술한 바와 같은 기판 처리 시스템에서는, 실리콘 웨이퍼(W)의 처리의 활성화에 기여하는 활성종인 아질산(HNO2)을 함유하는 아질산 함유 용액이 생성되고, 그 아질산 함유 용액과 에칭 처리액(HF, HNO3, CH3COOH, H2O)이 혼합하여 이루어지는 활성종 함유 처리액이 스핀 처리 장치(10)에 공급되기 때문에, 스핀 처리 장치(10)에서는, 실리콘 웨이퍼(W)가 당초부터 활성종인 아질산(HNO2)의 존재 하에서 에칭 처리액에 의해 처리되게 된다. 이 때문에, 특히 고농도의 플루오르화수소산(HF)이나 질산(HNO3)을 포함하는 에칭 처리액을 사용하지 않고도 그 에칭 처리액의 이용 효율의 저하를 방지하면서, 활성종[아질산(HNO2)]의 작용으로써, 에칭 처리액에 의해 효율적으로 실리콘 웨이퍼(W)를 에칭 처리할 수 있다.In the substrate processing system as described above, a nitrite-containing solution containing nitrite (HNO 2 ), which is an active species that contributes to the activation of the treatment of the silicon wafer W, is produced, and the nitrite containing solution and the etching solution (HF, HNO 3, CH 3 in due COOH, active species-containing process liquid formed is a mixture of H 2 O) is fed to the
또한, 활성종 함유 에칭 처리액을 순환시켜 스핀 처리 장치(10)에서 이용할 때에, 그 활성종 함유 에칭 처리액의 라이프 타임이 만료되어, 상기 활성종 함유 에칭 처리액이 실리콘 웨이퍼(W)의 에칭 처리액으로서 유효하지 않게 된 경우, 순환시켜 에칭 처리에 이용되고 있던 활성종 함유 에칭 처리액을 용액 저류 탱크(22)에 이송하여 활성종[아질산(HNO2)] 용액으로서 이용하도록 하였기 때문에, 에칭 처리액을 더욱 유효하게 이용할 수 있다.Further, when the active species-containing etching solution is circulated and used in the
또한, 스핀 처리 장치(10)에서의 실리콘 웨이퍼(W)의 처리 매수 및 처리 시간 등에 기초하여, 순환 이용되는 활성종 함유 에칭 처리액의 에칭률 저하를 보정하여야 하는 타이밍이라고 판정되었을 때에, 에칭률 저하 보정용 플루오르화수소산(HF) 및 질산(HNO3)과 함께, 활성종 함유 에칭 처리액의 감소분에 대응하는 에칭 처리액(HF, HNO3, CH3COOH, H2O)을 추가하도록 하였기 때문에(도 4b에 있어서의 S35, S36 참조), 스핀 처리 장치(10)에서, 예컨대 도 34에 나타내는 특성과 같이, 안정된 에칭률로 보다 많은 매수의 실리콘 웨이퍼(W)의 에칭 처리가 가능해진다.When it is determined that the etching rate of the active species containing etchant used for circulation should be corrected based on the number of treatments and the processing time of the silicon wafers W in the
또한, 본래의 실리콘 웨이퍼(W)의 에칭 처리 전에, 조면화 실리콘 웨이퍼(W)를 에칭 처리액(HF, HNO3, CH3COOH, H2O)으로 처리하기 때문에, 조면화 실리콘 웨이퍼의 요철이 있는 표면의 오목부에 모인 에칭 처리액과 실리콘(Si)의 반응이 촉진되어, 효율적으로 활성종[아질산(HNO2)] 함유 용액을 생성할 수 있다. 또한, 조면화 실리콘 웨이퍼에 한정되지 않고, 본래 처리하여야 하는 기판[실리콘 웨이퍼(W)]과 동종의 기판[실리콘 웨이퍼(W)], 예컨대, 산화막(열 산화막)으로 덮인 기판으로서, 에칭 처리액에 의해 보다 효율적으로 활성종[아질산(HNO2)]을 발생시킬 수 있는 것이면 좋다.Since the roughened silicon wafer W is treated with the etching solution (HF, HNO 3 , CH 3 COOH, H 2 O) prior to the etching treatment of the original silicon wafer W, The reaction between the etching solution collected in the concave portion of the surface having the silicon nitride and the silicon (Si) is promoted, and a solution containing the active species [nitrite (HNO 2 )] can be efficiently produced. Furthermore, the present invention is not limited to a roughened silicon wafer but may be a substrate covered with a substrate (silicon wafer W), for example, an oxide film (thermal oxide film) similar to a substrate (silicon wafer W) (Nitric acid (HNO 2 )] can be generated more efficiently by the above-mentioned method.
종래, 기판[예컨대, 실리콘 웨이퍼(W)]의 표면에 에칭액을 공급하면서 처리(에칭 처리)를 행하는 경우, 처리액과 기판이 반응하면서 처리(에칭)가 이루어지고 있다. 즉, 산화종을 발생시킴으로써, 기판을 에칭한다. 그러나, 산화종이 발생하여 실제로 에칭(소거)이 시작되기까지 시간이 걸리기 때문에, 처리액의 공급 당초부터 스무스한 에칭 처리를 진행시키는 것이 어렵다. 또한, 기판 표면에 있어서, 에칭이 시작되는 시간이나 에칭의 처리 속도가 국소적으로 다르기 때문에, 균일한 막 두께로 에칭하는 것이 어렵다. 이에 대하여, 전술한 본원 발명의 실시형태에 따른 기판 처리 시스템에서는, 기판[실리콘 웨이퍼(W)]에 대하여 활성종[아질산(HNO2)]을 함유하는 에칭 처리액이 공급되어, 기판 표면에서는 당초부터 활성종의 존재 하에서 에칭 처리액과 기판[실리콘(Si)]의 반응이 효율적으로 진행되게 된다. 따라서, 에칭 처리가 효율적으로 이루어질 수 있으며, 그 기판 표면에 균일하게 활성종 함유 처리액을 공급함으로써 균일한 막 두께로 에칭 처리가 이루어질 수 있다.Conventionally, when a process (etching process) is performed while supplying an etching liquid to the surface of a substrate (for example, a silicon wafer W), the process (etching) is performed while the process liquid reacts with the substrate. That is, the substrate is etched by generating oxidized species. However, since it takes time to start the etching (erase) in practice due to the generation of oxidized species, it is difficult to advance the smooth etching treatment from the beginning of the supply of the treatment liquid. In addition, since the time for starting etching and the processing speed for etching are locally different on the substrate surface, etching with a uniform film thickness is difficult. On the other hand, in the above-described substrate processing system according to the embodiment of the present invention, an etching solution containing an active species (nitrite (HNO 2 )) is supplied to the substrate (silicon wafer W) The reaction between the etching solution and the substrate (silicon (Si)) proceeds efficiently in the presence of the active species. Therefore, the etching treatment can be performed efficiently, and the etching treatment can be performed with a uniform film thickness by uniformly supplying the active species-containing treatment liquid to the substrate surface.
또한, 전술한 기판 처리 시스템에 있어서 활성종 함유 용액(아질산 함유 용액)을 생성하고 있지만(도 3 참조), 이 기판 처리 시스템 이외의 장치를 이용하여 활성종 함유 용액을 생성하도록 하여도 좋다. 이 경우, 다른 장치에서 생성된 활성종 함유 용액(아질산 함유 용액)이 별도 용액 저류 탱크(22)에 공급되어 모인다. 또한, 기판 처리 시스템에 있어서 활성종 함유액(아질산 함유액)과 처리액을 혼합하여 활성종 함유 처리액을 생성하는 것이 아니라, 이미 생성된 활성종 함유 처리액을 이용하여 기판[실리콘 웨이퍼(W)]을 처리하도록 하여도 좋다.Further, although the active species-containing solution (nitrite-containing solution) is generated in the above-described substrate processing system (see FIG. 3), an active species-containing solution may be produced using an apparatus other than the substrate processing system. In this case, the active species-containing solution (the solution containing the nitrite) generated in another apparatus is supplied to the
또한, 처리 대상은 실리콘 웨이퍼(W)에 한정되지 않고, 표면을 처리하여야 하는 기판이면 특별히 한정되지 않는다. 또한, 그 처리에 대해서도 에칭 처리에 한정되지 않고, 레지스트 박리 등의 다른 처리여도 좋다. 이 경우, 그 처리의 활성화에 기여하는 활성종이 선택된다.The object to be treated is not limited to the silicon wafer W and is not particularly limited as long as it is a substrate to be surface-treated. In addition, the treatment is not limited to the etching treatment, and other treatments such as resist stripping may be used. In this case, the active species contributing to activation of the treatment is selected.
10: 기판 처리 기구 20: 처리액 공급 유닛
21: 회수 탱크 22: 용액 저류 탱크
23: 제1 공급 탱크 24: 제2 공급 탱크
25: 유량계 30: 처리액 회수 기구
31: 드레인 탱크 32: 펌프
40: 제어 유닛10: substrate processing mechanism 20: processing liquid supply unit
21: Recovery tank 22: Solution holding tank
23: first supply tank 24: second supply tank
25: Flow meter 30: Process liquid recovery mechanism
31: drain tank 32: pump
40: control unit
Claims (18)
기판의 처리 활성화에 기여하는 활성종을 함유하는 활성종 함유 용액을 생성하여 액체 저류 기구에 활성종 함유 용액을 저류하는 선행 단계와,
이 선행 단계에서 생성된 상기 활성종 함유 용액과 상기 기판을 처리하는 처리액을 처리액 생성 기구를 이용하여 혼합하여 활성종 함유 처리액을 생성하는 제1 단계와,
이 제1 단계에서 생성된 상기 활성종 함유 처리액을 상기 기판 처리 기구에 상기 처리액으로서 공급하는 제2 단계
를 포함하고,
상기 기판 처리 기구에서, 상기 활성종 함유 처리액과 상기 기판의 반응에 의해 활성종을 생기게 하면서 상기 기판을 처리하는 기판 처리 방법.A substrate processing method for processing a substrate by using a processing solution in a substrate processing mechanism,
Comprising the steps of: generating an active species-containing solution containing an active species which contributes to the activation of treatment of the substrate and storing the active species-containing solution in a liquid storage mechanism;
A first step of mixing the active species-containing solution produced in the preceding step with the treatment liquid for treating the substrate by using a treatment liquid generating mechanism to produce an active species-containing treatment liquid,
A second step of supplying the treatment liquid containing the active species produced in the first step to the substrate processing apparatus as the treatment liquid,
Lt; / RTI >
Wherein in the substrate processing apparatus, the substrate is treated while causing active species to be generated by reaction between the active species-containing treatment liquid and the substrate.
상기 기판 처리 기구에서 상기 기판을 처리한 후의 활성종 함유 처리액을 회수하는 처리액 회수 단계와,
이 처리액 회수 단계에서 회수된 상기 활성종 함유 처리액을 상기 기판 처리 기구에 상기 처리액으로서 복귀시키는 처리액 복귀 단계와,
상기 기판 처리 기구에서 사용되는 활성종 함유 처리액이 상기 기판을 처리하는 처리액으로서 유효한지의 여부를 판정하는 판정 단계와,
이 판정 단계에서 상기 활성종 함유 처리액이 상기 기판을 처리하는 처리액으로서 유효하지 않다고 판정되었을 때에, 상기 기판 처리 기구에서 사용되던 상기 활성종 함유 처리액을 새로운 활성종 함유 용액으로서 새로운 처리액과 혼합하여, 새로운 활성종 함유 처리액을 생성하는 제3 단계와,
이 제3 단계에서 생성된 상기 활성종 함유 처리액을 상기 기판 처리 기구에 상기 처리액으로서 공급하는 제4 단계
를 포함하는 기판 처리 방법.The method according to claim 1,
A processing liquid recovery step of recovering the active species-containing processing liquid after the substrate is processed in the substrate processing mechanism;
A treatment liquid recovery step of returning the active species-containing treatment liquid recovered in the treatment liquid recovery step to the substrate processing mechanism as the treatment liquid;
A determination step of determining whether or not the active species-containing treatment liquid used in the substrate processing apparatus is effective as a treatment liquid for treating the substrate;
Wherein the active-species-containing treatment liquid used in the substrate processing apparatus is used as a new active-species-containing solution as the new active liquid-containing solution when the active-species-containing treatment liquid is determined to be ineffective as a treatment liquid for treating the substrate A third step of mixing to produce a new active species-containing treatment liquid,
A fourth step of supplying the active species-containing treatment liquid generated in the third step to the substrate processing apparatus as the treatment liquid,
≪ / RTI >
상기 선행 단계는 상기 활성종으로서의 아질산(HNO2)을 포함하는 아질산 함유 용액을 생성하고,
상기 제1 단계는 상기 아질산 함유 용액과, 플루오르화수소산(HF) 및 질산(HNO3)을 포함하는 에칭 처리액을 혼합하여 활성종 함유 에칭 처리액을 생성하며,
상기 제2 단계는 상기 제1 단계에서 생성된 상기 활성종 함유 에칭 처리액을 상기 기판 처리 기구에 상기 처리액으로서 공급하고,
상기 기판 처리 기구에서, 상기 활성종 함유 에칭 처리액과 상기 실리콘제 기판의 반응에 의해 활성종으로서의 아질산(HNO2)을 생기게 하면서 상기 실리콘제 기판을 에칭 처리하는 기판 처리 방법.The substrate processing method according to claim 1, wherein the substrate processing mechanism etches a silicon substrate as a substrate,
Wherein said preceding step produces a nitrite containing solution comprising nitrite (HNO 2 ) as said active species,
In the first step, the nitrite-containing solution is mixed with an etching solution containing hydrofluoric acid (HF) and nitric acid (HNO 3 ) to produce an active species-containing etching solution,
Wherein the second step is a step of supplying the etching solution containing the active species produced in the first step to the substrate processing apparatus as the processing solution,
Wherein the substrate processing apparatus etches the silicon substrate while generating nitrous acid (HNO 2 ) as an active species by reaction between the active species-containing etching solution and the silicon substrate.
상기 기판 처리 기구에서 상기 실리콘제 기판을 처리한 후의 상기 활성종 함유 에칭 처리액을 회수하는 에칭 처리액 회수 단계와,
이 에칭 처리액 회수 단계에서 회수된 상기 활성종 함유 에칭 처리액을 상기 기판 처리 기구에 상기 에칭 처리액으로서 복귀시키는 에칭 처리액 복귀 단계와,
상기 기판 처리 기구에서 사용되는 활성종 함유 에칭 처리액이 상기 실리콘제 기판을 처리하는 상기 에칭 처리액으로서 유효한지의 여부를 판정하는 판정 단계와,
이 판정 단계에서 상기 활성종 함유 에칭 처리액이 상기 실리콘제 기판을 처리하는 상기 에칭 처리액으로서 유효하지 않다고 판정되었을 때에, 상기 기판 처리 기구에서 사용되던 상기 활성종 함유 에칭 처리액을 새로운 활성종 함유 용액으로서 새로운 에칭 처리액을 혼합하여, 새로운 활성종 함유 에칭 처리액을 생성하는 제3 단계와,
이 제3 단계에서 생성된 상기 새로운 활성종 함유 에칭 처리액을 상기 기판 처리 기구에 상기 에칭 처리액으로서 공급하는 제4 단계
를 포함하는 기판 처리 방법.5. The method of claim 4,
An etching liquid recovery step of recovering the active species-containing etching liquid after the silicon substrate is processed in the substrate processing mechanism;
And returning the active species-containing etching solution recovered in the etching solution recovery step to the substrate processing mechanism as the etching solution;
A determination step of determining whether or not the active species-containing etching solution used in the substrate processing apparatus is effective as the etching solution for processing the silicon substrate;
The etching solution containing the active species used in the substrate processing apparatus is replaced with a new active species containing etching solution which has been used in the substrate processing apparatus when it is determined that the active species containing etching solution is not effective as the etching solution for treating the silicon substrate A third step of mixing a new etching solution as a solution to produce a new active species-containing etching solution,
A fourth step of supplying the etching solution containing the new active species produced in the third step to the substrate processing apparatus as the etching solution,
≪ / RTI >
기판의 처리 활성화에 기여하는 활성종을 함유하는 활성종 함유 용액을 저류하는 액체 저류 기구와,
상기 액체 저류 기구에 저류된 상기 활성종 함유 용액과 상기 기판을 처리하는 처리액을 혼합하여 활성종 함유 처리액을 생성하는 처리액 생성 기구와,
이 처리액 생성 기구에서 생성된 상기 활성종 함유 처리액을 상기 기판 처리 기구에 상기 처리액으로서 공급하는 처리액 공급 기구
를 가지며,
상기 기판 처리 기구에서, 상기 활성종 함유 처리액과 상기 기판의 반응에 의해 활성종을 생기게 하면서 상기 기판을 처리하는 기판 처리 시스템.A substrate processing mechanism for processing the substrate using the processing liquid,
A liquid storage mechanism for reserving an active species-containing solution containing an active species which contributes to the activation of treatment of the substrate;
A processing solution producing mechanism for mixing the active species-containing solution stored in the liquid storage mechanism with a processing solution for processing the substrate to produce an active species-containing processing solution;
A processing liquid supply mechanism for supplying the active species-containing processing liquid generated in the processing liquid generating mechanism to the substrate processing mechanism as the processing liquid,
Lt; / RTI >
Wherein the substrate processing apparatus processes the substrate while causing active species to be generated by reaction between the active species-containing processing solution and the substrate.
상기 기판 처리 기구에서 상기 기판을 처리한 후의 활성종 함유 처리액을 회수하는 처리액 회수 기구와,
상기 처리액 회수 기구에 의해 회수된 상기 활성종 함유 처리액을, 상기 기판 처리 기구에 공급하여야 하는 활성종 함유 처리액으로서, 상기 처리액 공급 기구에 복귀시키는 처리액 복귀 기구와,
상기 기판 처리 기구에서 사용되는 활성종 함유 처리액이 상기 기판을 처리하는 처리액으로서 유효한지의 여부를 판정하는 판정 수단과,
이 판정 수단에 의해 상기 활성종 함유 처리액이 상기 기판을 처리하는 처리액으로서 유효하지 않다고 판정되었을 때에, 상기 처리액 공급 기구로부터 상기 기판 처리 기구에 공급하여야 했던 상기 활성종 함유 처리액을 상기 액체 저류 기구에 보내는 이송 기구
를 가지며,
상기 활성종 함유 처리액은 활성종 함유 용액으로서 상기 액체 저류 기구에 저류되는 것인 기판 처리 시스템.9. The method of claim 8,
A treatment liquid recovery mechanism for recovering the active species-containing treatment liquid after the substrate is treated in the substrate processing mechanism,
Containing liquid containing the active species collected by the treatment liquid recovery mechanism is returned to the treatment liquid supply mechanism as an active species-containing treatment liquid to be supplied to the substrate treatment apparatus,
Determination means for determining whether or not the active species-containing treatment liquid used in the substrate processing apparatus is effective as a treatment liquid for treating the substrate;
Containing processing liquid, which has been supplied from the processing liquid supply mechanism to the substrate processing mechanism when it is determined by the determination means that the active species-containing processing liquid is not effective as a processing liquid for processing the substrate, Transfer mechanism to the storage device
Lt; / RTI >
Wherein the active species-containing treatment liquid is stored in the liquid storage apparatus as an active species-containing solution.
상기 처리액 공급 기구는 상기 공급 탱크에 저류된 상기 활성종 함유 처리액을 상기 기판 처리 기구에 공급하는 기구를 가지며,
상기 처리액 복귀 기구는 회수된 상기 활성종 함유 용액을 상기 공급 탱크에 복귀시키는 기구를 갖고
상기 이송 기구는 상기 공급 탱크로부터 상기 활성종 함유 처리액을 상기 액체 저류 기구에 보내는 기구를 갖는 것인 기판 처리 시스템.10. The apparatus according to claim 9, wherein the treatment liquid generating mechanism includes a supply tank for storing the active species-containing treatment liquid obtained by mixing the active species-containing treatment liquid stored in the liquid storage mechanism with a treatment liquid for treating the substrate Have,
The treatment liquid supply mechanism has a mechanism for supplying the active species-containing treatment liquid stored in the supply tank to the substrate processing mechanism,
The treatment liquid return mechanism has a mechanism for returning the recovered active species-containing solution to the supply tank
Wherein the transfer mechanism has a mechanism for sending the active species-containing processing solution from the supply tank to the liquid storage mechanism.
상기 액체 저류 기구는 상기 활성종으로서의 아질산(HNO2)을 포함하는 아질산 함유 용액을 저류하고,
상기 처리액 생성 기구는 상기 액체 저류 기구에 저류된 상기 아질산 함유 용액과, 플루오르화수소산(HF) 및 질산(HNO3)을 포함하는 에칭 처리액을 혼합하여 활성종 함유 에칭 처리액을 생성하며,
상기 처리액 공급 기구는 상기 처리액 생성 기구에 의해 생성된 상기 활성종 함유 에칭 처리액을 상기 기판 처리 기구에 상기 처리액으로서 공급하고,
상기 기판 처리 기구에서, 상기 활성종 함유 에칭 처리액과 상기 실리콘제 기판의 반응에 의해 활성종으로서의 아질산(HNO2)을 생기게 하면서 상기 실리콘제 기판을 에칭 처리하는 기판 처리 시스템.9. The substrate processing system according to claim 8, wherein the substrate processing mechanism etches a silicon substrate as a substrate,
The liquid storage mechanism stores a nitrite-containing solution containing nitrite (HNO 2 ) as the active species,
The treatment liquid generating mechanism mixes the nitrite-containing solution stored in the liquid storage mechanism with an etching solution containing hydrofluoric acid (HF) and nitric acid (HNO 3 ) to produce an active species-containing etching solution,
Wherein the treatment liquid supply mechanism supplies the active species-containing etching treatment liquid generated by the treatment liquid generation mechanism to the substrate processing mechanism as the treatment liquid,
Wherein the substrate processing apparatus etches the silicon substrate while generating nitrous acid (HNO 2 ) as an active species by reaction between the active species-containing etching solution and the silicon substrate.
상기 기판 처리 기구에서 상기 실리콘제 기판을 처리한 후의 상기 활성종 함유 에칭 처리액을 회수하는 처리액 회수 기구와,
상기 처리액 회수 기구에 의해 회수된 상기 활성종 함유 에칭 처리액을, 상기 기판 처리 기구에 공급하여야 하는 활성종 함유 에칭 처리액으로서, 상기 처리액 공급 기구에 복귀시키는 처리액 복귀 기구와,
상기 기판 처리 기구에서 사용되는 활성종 함유 에칭 처리액이 상기 실리콘제 기판을 처리하는 에칭 처리액으로서 유효한지의 여부를 판정하는 판정 수단과,
이 판정 수단에 의해 상기 활성종 함유 에칭 처리액이 상기 실리콘제 기판을 처리하는 에칭 처리액으로서 유효하지 않다고 판정되었을 때에, 상기 처리액 공급 기구로부터 상기 기판 처리 기구에 공급하여야 했던 상기 활성종 함유 에칭 처리액을 상기 액체 저류 기구에 보내는 이송 기구
를 가지며,
상기 활성종 함유 에칭 처리액은 상기 아질산 함유 용액으로서 상기 액체 저류 기구에 저류되는 것인 기판 처리 시스템.13. The method of claim 12,
A processing solution recovery mechanism that recovers the active species-containing etching solution after the silicon substrate is processed in the substrate processing system;
An active species-containing etching solution to be supplied to the substrate processing apparatus; and a processing liquid return mechanism for returning the etching solution containing the active species to the processing solution supply mechanism,
Determination means for determining whether or not the active species-containing etching solution used in the substrate processing apparatus is effective as an etching solution for processing the silicon substrate;
Containing etching solution to be supplied to the substrate processing mechanism from the processing solution supply mechanism when it is determined by the determination means that the active species-containing etching solution is not effective as an etching solution for processing the silicon substrate, A transfer mechanism for transferring the processing liquid to the liquid storage mechanism
Lt; / RTI >
Wherein the active species-containing etching treatment liquid is stored in the liquid storage mechanism as the nitrite-containing solution.
상기 처리액 공급 기구는 상기 공급 탱크에 저류된 상기 활성종 함유 에칭 처리액을 상기 기판 처리 기구에 공급하는 기구를 가지며,
상기 처리액 복귀 기구는 회수된 상기 활성종 함유 에칭 처리액을 상기 공급 탱크에 복귀시키는 기구를 갖고,
상기 이송 기구는 상기 공급 탱크로부터 상기 활성종 함유 에칭 처리액을 상기 액체 저류 기구에 보내는 기구를 갖는 것인 기판 처리 시스템.14. The apparatus according to claim 13, wherein the treatment liquid generating mechanism includes a supply tank for storing the active species-containing etching solution obtained by mixing the nitrite-containing solution stored in the liquid storage mechanism with an etching solution for treating the substrate Have,
Wherein the treatment liquid supply mechanism has a mechanism for supplying the substrate treatment mechanism with the active species-containing etching solution stored in the supply tank,
The treatment liquid return mechanism has a mechanism for returning the recovered active species containing etching solution to the supply tank,
Wherein the transfer mechanism has a mechanism for sending the active species-containing etching solution from the supply tank to the liquid storage mechanism.
상기 기판의 처리 활성화에 기여하는 활성종과 상기 기판을 처리하는 처리액이 혼합되어 이루어지는 활성종 함유 처리액을 처리액 생성 기구에 의해 생성하고, 이 생성된 활성종 함유 처리액을 처리액 공급 기구에 의해 상기 기판 처리 기구에 상기 처리액으로서 공급하는 단계
를 포함하고,
상기 기판 처리 기구에서, 상기 활성종 함유 처리액과 상기 기판의 반응에 의해 활성종을 생기게 하면서 상기 기판을 처리하는 기판 처리 방법.A substrate processing method for processing a substrate by using a processing solution in a substrate processing mechanism,
A treatment liquid containing an active species containing an active species which contributes to the activation of treatment of the substrate and a treatment liquid for treating the substrate is produced by a treatment liquid production mechanism, To the substrate processing mechanism as the processing liquid
Lt; / RTI >
Wherein in the substrate processing apparatus, the substrate is treated while causing active species to be generated by reaction between the active species-containing treatment liquid and the substrate.
상기 기판의 처리 활성화에 기여하는 활성종과 상기 기판을 처리하는 처리액이 혼합되어 이루어지는 활성종 함유 처리액을 상기 기판 처리 기구에 상기 처리액으로서 공급하는 처리액 공급 기구
를 가지며,
상기 기판 처리 기구에서, 상기 활성종 함유 처리액과 상기 기판의 반응에 의해 활성종을 생기게 하면서 상기 기판을 처리하는 기판 처리 시스템.A substrate processing mechanism for processing the substrate using the processing liquid,
A treatment liquid supply mechanism for supplying an active species-containing treatment liquid in which an active species contributing to treatment activation of the substrate is mixed with a treatment liquid for treating the substrate to the substrate treatment apparatus as the treatment liquid,
Lt; / RTI >
Wherein the substrate processing apparatus processes the substrate while causing active species to be generated by reaction between the active species-containing processing solution and the substrate.
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