WO2020174962A1 - 基板処理方法および基板処理システム - Google Patents

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WO2020174962A1
WO2020174962A1 PCT/JP2020/002539 JP2020002539W WO2020174962A1 WO 2020174962 A1 WO2020174962 A1 WO 2020174962A1 JP 2020002539 W JP2020002539 W JP 2020002539W WO 2020174962 A1 WO2020174962 A1 WO 2020174962A1
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acid solution
etching
processing apparatus
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励 武明
喬 太田
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Screen Holdings Co Ltd
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Definitions

  • the present invention relates to a semiconductor wafer, a liquid crystal display substrate, a plasma display substrate, an organic EL substrate, a FED (field emission display) substrate, an optical display substrate, a magnetic disk substrate, and a magneto-optical device.
  • the present invention relates to a substrate processing method and a substrate processing system for supplying a phosphoric acid solution to a substrate (hereinafter, simply referred to as a substrate) including a substrate for a disk, a substrate for a photomask, a substrate for a solar cell, etc.
  • a substrate treatment in which a treatment liquid containing phosphoric acid is supplied to perform treatment is performed, for example, to remove a silicon nitride film (SiN).
  • the processing solution containing phosphoric acid can etch the silicon nitride film while suppressing the etching of the silicon oxide film by controlling the concentration of silica in the processing solution, the temperature of the processing solution, and the concentration.
  • Patent Document 1 describes that a silicon nitride film is selectively etched with respect to a silicon oxide film.
  • a single-wafer treatment using a so-called single-wafer treatment apparatus that horizontally holds substrates and treats the substrates one by one
  • batch processing by a so-called batch processing apparatus in which a substrate is processed by immersing the substrate in a processing tank that stores a processing solution.
  • batch processing a plurality of substrates are placed on a lifter configured to hold a plurality of substrates in an upright posture, and the lifters are immersed in a treatment tank, so that a plurality of substrates can be processed at a time. Can be performed. For this reason, batch processing throughput is higher than single-wafer processing throughput.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 20 1 8 _ 1 3 3 5 5 1
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a substrate processing method and a substrate processing system capable of suppressing the decrease in the throughput of phosphoric acid treatment and the precipitation of silicon-containing substances. To do.
  • a substrate processing method includes a substrate holding step, a first etching step, an interrupting step, a moving step, and a second etching step.
  • the substrate holding step the substrate holding unit holds a substrate having a three-dimensional laminated structure in which a plurality of laminated layers including a silicon nitride layer are opposed to each other with a gap.
  • the first etching step while rotating the substrate held by the substrate holder, the first phosphoric acid solution is supplied to the substrate to etch the plurality of stacked layers.
  • the interrupting step the etching of the plurality of stacked layers by the first etching step is interrupted with the silicon nitride layer remaining.
  • the substrate is taken out from the substrate holder and moved to the processing bath.
  • the substrate is immersed in the second phosphoric acid solution stored in the processing bath, ⁇ 02020/174962 3 ⁇ (: 171?2020/002539
  • the suspended etching of the plurality of stacked layers is restarted.
  • the first phosphoric acid solution contains silicon in a predetermined concentration in advance before being supplied to the substrate.
  • the second phosphoric acid solution contains silicon in a predetermined concentration in advance before the substrate is immersed in the treatment tank.
  • the silicon concentration of the second phosphoric acid solution is set lower than the silicon concentration of the first phosphoric acid solution.
  • the silicon concentration of the first phosphoric acid solution retained on the substrate or the first phosphoric acid solution flowing out from the substrate is measured, and the first phosphoric acid solution is used. Based on the measurement result of the silicon concentration of, the cutting step is started.
  • the interrupting step is started based on that the measurement result is equal to or less than a predetermined threshold value.
  • the time from the start of the first etching step to the start of the interrupting step is defined by the etching processing conditions of the first etching step and the interrupting step from the start of the first etching step. Is determined based on a look-up table that relates the time to the start of
  • the time for etching the substrate with the second phosphoric acid solution in the second etching step is longer than the time for etching the substrate with the first phosphoric acid solution in the first etching step. long.
  • a temperature of the first phosphoric acid solution discharged toward the substrate is higher than a set temperature of the second phosphoric acid solution.
  • a substrate processing system processes a substrate having a three-dimensional laminated structure in which a plurality of laminated layers including a silicon nitride layer face each other with a gap therebetween.
  • the substrate processing system includes a single wafer processing apparatus and a batch processing apparatus.
  • the single-wafer processing apparatus includes a substrate holding unit that holds the substrate, and a first etching process that performs etching of the plurality of stacked layers of the substrate while rotating the substrate held by the substrate holding unit.
  • a phosphoric acid solution supply unit for supplying a phosphoric acid solution to the substrate.
  • the silicon nitride layer remained ⁇ 02020/174962 4 ⁇ (: 171?2020/002539
  • Fig. 1 is a schematic view of a substrate processing system of the present embodiment.
  • FIG. 2 A flow chart for explaining the substrate processing method of the present embodiment.
  • FIG. 3] ( 3 ) and () are schematic views of the substrate before the phosphoric acid treatment by the substrate treatment method of the present embodiment, and ( ⁇ ) show the substrate after the phosphoric acid treatment by the substrate treatment method of the present embodiment. It is a schematic diagram of a board
  • FIG. 4 (a) is a schematic diagram of a substrate before being processed by a single-wafer processing apparatus in the substrate processing system of the present embodiment, and (13) is a single-wafer processing in the substrate processing system of the present embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic view of a substrate being processed by the apparatus
  • ( ⁇ ) is a schematic view of the substrate after being processed by the single-wafer processing apparatus in the substrate processing system of the present embodiment
  • ( ⁇ 0 is the present embodiment.
  • It is a schematic diagram of the substrate before being processed by the batch processing apparatus in the substrate processing system.
  • () is a schematic view of the substrate after being processed by the batch processing apparatus in the substrate processing system of the present embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic view of a substrate after being processed by a substrate processing apparatus of a comparative example.
  • FIG. 6 (a) is a schematic diagram of a batch processing apparatus, (I) is a schematic diagram showing the flow of phosphoric acid solution in the vicinity of the substrate during substrate processing by the batch processing apparatus, and ( ⁇ ) is a batch H is a schematic view of the substrate processed by the processing device, () is a schematic view of the single-wafer processing device, and ( ⁇ ) is a schematic diagram showing the flow of the phosphoric acid solution near the substrate during the processing of the substrate by the single-wafer processing device. Is a schematic diagram of the substrate processed by the single-wafer processing apparatus.
  • FIG. 7 is a schematic diagram of a single-wafer processing apparatus in the substrate processing system of this embodiment.
  • FIG. 8 is a flowchart for explaining the substrate processing method of the present embodiment. ⁇ 02020/174962 5 ⁇ (: 171?2020/002539
  • FIG. 9 is a schematic diagram of a single-wafer processing apparatus in the substrate processing system of the present embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart for explaining the substrate processing method of the present embodiment.
  • FIG. 11 A schematic view of a substrate processing system of the present embodiment.
  • FIG. 12 is a schematic diagram of the substrate processing system of the present embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic diagram of the substrate processing system of this embodiment.
  • FIG. 14 is a block diagram of the substrate processing system of the present embodiment.
  • FIG. 15 is a schematic diagram of the substrate processing system of the present embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a substrate processing system 100 of this embodiment.
  • the substrate processing system 100 processes a substrate.
  • the substrate processing system 100 processes a substrate so as to perform at least one of etching, surface treatment, characterization, treatment film formation, removal of at least a portion of the film, and cleaning.
  • the substrate has a thin plate shape. Typically, the substrate has a thin, generally disk-like shape.
  • the substrate has a three-dimensional laminated structure in which a plurality of laminated layers including a silicon nitride layer face each other with a gap therebetween. Details of the structure of the substrate will be described later with reference to FIG. [0022]
  • the substrate processing system 100 etches multiple stacks of substrates with a phosphoric acid solution.
  • the substrate processing system 100 processes substrates one by one with a phosphoric acid solution, and also etches a plurality of substrates together with a phosphoric acid solution.
  • the substrate processing system 100 includes a single-wafer processing apparatus 200 and a batch processing apparatus 30.
  • the single-wafer processing device 200 and the batch processing device 300 ⁇ 02020/174962 6 ⁇ (: 171?2020/002539
  • the single wafer processing apparatus 200 and the batch processing apparatus 300 face each other.
  • the single-wafer processing device 200 and the batch processing device 300 are arranged surrounded by a continuous outer wall.
  • the single-wafer processing apparatus 200 first starts etching of a plurality of laminated layers of the substrates and interrupts the etching in the middle, and thereafter, the batch processing apparatus 300. 0 restarts etching of multiple stacks of substrates.
  • the single-wafer processing apparatus 200 processes substrates one by one.
  • the single wafer processing apparatus 200 processes the substrate with the phosphoric acid solution !_ 1.
  • the phosphoric acid solution used for the phosphoric acid treatment of the substrate in the single-wafer processing apparatus 200 may be referred to as phosphoric acid solution !_ 1 and the phosphoric acid solution !_ 1 may be referred to as first phosphoric acid solution.
  • the etching process performed by the phosphoric acid solution !_ 1 in the single-wafer processing apparatus 200 may be referred to as the first etching process or the first etching process.
  • the single-wafer processing apparatus 200 supplies the phosphoric acid solution !_ 1 to the substrate.
  • the phosphoric acid liquid !_ 1 is supplied to the substrate while being heated to a high temperature.
  • the substrate is arranged such that the normal line of the main surface is parallel to the vertical direction (direction).
  • the single-wafer processing apparatus 200 includes a chamber 202, a substrate holding unit 210, and a phosphoric acid solution supply unit 220.
  • the chamber 202 has a substantially box shape having an internal space.
  • the chamber 202 contains a substrate holder 210 and a phosphoric acid solution supplier 220.
  • the chamber 202 accommodates the substrate.
  • the substrates are housed in the chamber 202 one by one.
  • the substrate is housed in the chamber 202 and processed in the chamber __202.
  • the substrate holder 210 holds the substrate.
  • the substrate holder 210 also rotates with the substrate while holding the substrate.
  • the substrate holder 210 may be of a sandwich type that sandwiches the end of the substrate.
  • the substrate holding section 210 is an arbitrary mechanism for holding the substrate from the back surface. ⁇ 02020/174962 7 ((171?2020/002539
  • the substrate holder 210 may be a vacuum type.
  • the substrate holding unit 210 holds the substrate horizontally by adsorbing the central portion of the back surface (lower surface) of the substrate, which is the non-device forming surface, to the upper surface.
  • the substrate holding section 210 may be a combination of a clamping type in which a plurality of chuck pins are brought into contact with the peripheral end surface of the substrate and a vacuum type.
  • the phosphoric acid solution supply unit 220 supplies the phosphoric acid solution !_ 1 to the substrate.
  • Phosphoric acid solution supply unit 2 2 supplies the phosphoric acid solution !_ 1 to the substrate.
  • the substrate By supplying the phosphoric acid solution !_ 1 to the substrate, the substrate can be treated with phosphoric acid.
  • the phosphoric acid solution supply unit 220 supplies the phosphoric acid solution !_ 1 to the substrate while the substrate held by the substrate holding unit 210 is rotated.
  • the phosphoric acid solution !_ 1 is, for example, an aqueous solution containing phosphoric acid as a main component.
  • the concentration of phosphoric acid in the phosphoric acid solution !_ 1 is preferably 50% or more, more preferably 65% or more, and further preferably 80% or more. However, the phosphoric acid concentration in the phosphoric acid solution 1_1 may be appropriately adjusted as necessary.
  • the batch processing apparatus 300 processes a substrate.
  • the batch processing apparatus 300 processes a plurality of substrates collectively.
  • the batch processing apparatus 300 processes 5 or more and 100 or less substrates collectively.
  • the batch processing apparatus 300 processes the substrate with the phosphoric acid solution !_ 2.
  • the phosphoric acid solution used for the phosphoric acid treatment of the substrate in the batch processing apparatus 300 may be referred to as the phosphoric acid solution !_ 2 and the phosphoric acid solution !_ 2 may be referred to as the second phosphoric acid solution.
  • the etching treatment performed by the phosphoric acid solution !_ 2 in the batch processing apparatus 300 after the first etching treatment may be referred to as the second etching treatment or the second etching treatment. ..
  • the phosphoric acid solution !_ 1 and the phosphoric acid solution !_ 2 may be collectively referred to as the phosphoric acid solution !_.
  • the batch processing apparatus 300 immerses the substrate in the stored phosphoric acid solution !_2.
  • the phosphoric acid solution !_ 2 is heated to a high temperature.
  • the substrates are arranged so that the normal line of the main surface is in the direction perpendicular to the vertical direction (here, the vertical direction).
  • the phosphoric acid solution !_2 is, for example, an aqueous solution containing phosphoric acid as a main component.
  • the phosphoric acid concentration of is preferably 50% or more, more preferably 65% or more, further preferably 80% or more. However, the phosphoric acid concentration in the phosphoric acid solution 1-2 may be appropriately adjusted as necessary.
  • Phosphoric acid solution! - May contain sulfuric acid in addition to phosphoric acid as the main component.
  • concentration balance of phosphoric acid and sulfuric acid it is possible to keep the etching rate of the silicon nitride layer high and suppress the etching of the silicon oxide layer.
  • the etching rate of the silicon nitride layer and/or the etching rate ratio (selection ratio) of the silicon nitride layer and the silicon oxide layer is the phosphoric acid solution! -In addition to concentration and/or temperature, phosphoric acid solution! -It changes according to the silicon concentration contained in.
  • the concentration of phosphoric acid in the phosphoric acid solution !_ 2 may be equal to the concentration of phosphoric acid in the phosphoric acid solution !_ 1.
  • the concentration of phosphoric acid in phosphoric acid solution !_ 2 may be higher than that in phosphoric acid solution !_ 1.
  • the concentration of phosphoric acid in phosphoric acid solution !_ 2 may be lower than the concentration of phosphoric acid in phosphoric acid solution !_ 1.
  • the batch processing apparatus 300 includes a processing tank 310 and a loading section 320.
  • the processing tank 310 stores the phosphoric acid solution.
  • a plurality of substrates can be stacked on the stacking unit 320.
  • the stacking unit 320 immerses a plurality of substrates in the processing tank 310 in a stacked state. This allows multiple substrates to be batch processed together.
  • the silicon nitride layer of the substrate is etched by the phosphoric acid treatment in the single-wafer processing apparatus 200 and the batch processing apparatus 300.
  • Etch grade of silicon nitride layer is phosphoric acid solution! -It changes according to the temperature. Phosphoric acid solution! The higher the temperature of-, the higher the etching rate of the silicon nitride layer.
  • the temperature of the phosphoric acid solution 1-2 may be equal to the temperature of the phosphoric acid solution !_ 1.
  • the etching rate of the substrate in the single-wafer processing can be made almost equal to the etching rate of the substrate in the batch processing.
  • the temperature of the phosphoric acid solution! _ 1 is set to 1 5 0 ° ⁇ ⁇ 1 8 ⁇ ° ⁇
  • the temperature of the phosphoric acid solution! _ 2 is set to 1 5 0 ° ⁇ - 1 8 0 ° ⁇ .
  • the temperature of the phosphoric acid solution !_ 1 may decrease between the phosphoric acid solution supply unit 220 and the substrate. For this reason, the phosphoric acid treatment in the single-wafer processing apparatus 200 is performed. ⁇ 02020/174962 9 ⁇ (: 171?2020/002539
  • the temperature of the phosphoric acid solution !_ 1 is adjusted outside the chamber 20 2 in the single-wafer treatment equipment 200.
  • the set temperature of the phosphoric acid solution !_ 1 in the single-wafer treatment apparatus 200 is preferably higher than the temperature of the phosphoric acid solution 1-2 in the treatment tank 3 10 of the batch treatment apparatus 300.
  • the temperature of the phosphoric acid solution 1_1 is set to 1 65 ° ⁇ to 195 ° ⁇ .
  • the temperature of 2 is set to 150 ° ° ⁇ 180 ° °.
  • the phosphoric acid solution !-1 comes into contact with the substrate.
  • the temperature at the time of heating can be made almost equal to that of the phosphoric acid solution !_ 2.
  • the temperature of the phosphoric acid solution 1-1 may be lower than the temperature of the phosphoric acid solution 1-2.
  • a phosphoric acid solution! -The etching selectivity ratio of (silicon nitride layer etching depth/silicon oxide layer etching depth and silicon nitride layer etching depth/polysilicon film etching depth) is phosphoric acid solution! The higher the concentration of-, the inversely decreases. Therefore, when etching a silicon nitride layer with a high etching selectivity, use phosphoric acid solution! It is preferable that the concentration of-is relatively low. For example, phosphoric acid solution! -When the concentration of phosphoric acid in the silicon is 85% or less, the silicon nitride layer can be etched with a high etching selection ratio.
  • the phosphoric acid solution! -It is preferable to set the silicon concentration.
  • Made silicon is phosphoric acid liquid! -Elute to.
  • the phosphoric acid solution is locally generated around the etching portion of the silicon nitride layer! -The silicon concentration contained in increases, and the silicon concentration is phosphoric acid solution! If the solubility of silicon in-is exceeded, silicon will be deposited.
  • the single-wafer processing due to the structure of the single-wafer processing apparatus, it is relatively easy to perform the processing so that the processing liquid on the pattern on the substrate is efficiently replaced on the substrate. Therefore, even if the silicon concentration in the phosphoric acid solution 1_ temporarily exceeds the silicon solubility of the phosphoric acid solution 1- on the substrate, it is necessary to flow the phosphoric acid solution 1- before the precipitation. It is easy. Therefore, in single-wafer processing, even if the silicon concentration in the phosphoric acid solution !- is set to a high value, care must be taken to ensure that the phosphoric acid solution !- on the substrate flows and is replaced efficiently. It is possible to avoid or suppress the precipitation.
  • the silicon concentration of the phosphoric acid solution 1-2 is set lower than that of the phosphoric acid solution !_ 1.
  • the predetermined silicon concentration set in advance before the substrate is immersed in the processing bath 310 is phosphoric acid solution! - ⁇ 0 2020/174962 1 1 ⁇ (: 171? 2020 /002539
  • the silicon concentration of phosphoric acid solution !_ 1 may be equal to the silicon concentration of phosphoric acid solution 1_ 2.
  • the silicon concentration of the phosphoric acid solution 1_1 may be lower than the silicon concentration of the phosphoric acid solution 1_2.
  • the substrate processing system 100 includes a single-wafer processing apparatus 200 and a batch processing apparatus 300
  • the single-wafer processing apparatus 200 includes a plurality of single-wafer processing apparatuses. It is preferable to include a processing unit. By using multiple single wafer processing units, different substrates can be processed in the same time zone.
  • the single-wafer processing apparatus 200 includes a single-wafer processing unit 200, a single-wafer processing unit 200, and a single-wafer processing unit 20. 0 ( 3 and the single-wafer processing unit 200 0 0. Each of these can process one substrate at a time. Therefore, in the substrate processing system 100, the single wafer processing apparatus 200 can process four substrates in the same time zone.
  • Each of the single-wafer processing units 2008-200 includes a chamber 202, a substrate holding unit 210, and a phosphoric acid solution supply unit 220.
  • the substrate processing system 100 of the present embodiment it is possible to suppress the decrease in the throughput of phosphoric acid treatment and the precipitation of silicon-containing substances.
  • the silicon concentration in the phosphoric acid solution is unlikely to be high although the throughput for treating the substrate is low.
  • the silicon concentration of the phosphoric acid solution locally increases, and the silicon-containing substance may be deposited on the substrate.
  • the silicon concentration of the phosphoric acid solution! is set high in order to improve the selection ratio, the silicon concentration tends to increase locally and silicon-containing substances are likely to precipitate.
  • the substrate processing system 100 of the present embodiment the substrate is processed in the single-wafer treatment at the beginning of the phosphoric acid treatment period. ⁇ 02020/174962 12 ((171?2020/002539
  • the precipitation of silicon-containing substances is suppressed, and after the etching is suspended, the substrate is batch processed to improve the throughput of phosphoric acid treatment.
  • FIG. 2 is a flow chart showing a substrate processing method by the substrate processing system 100 of the present embodiment.
  • the substrate is processed with the phosphoric acid solution!
  • the substrate is single-wafer treated with phosphoric acid solution !_ 1.
  • the single-wafer processing equipment 200 processes the substrate with phosphoric acid solution !_ 1.
  • the substrate holding unit 210 rotates while holding the substrate, and the phosphoric acid solution supply unit 220 supplies the phosphoric acid solution !_ 1 to the substrate.
  • the single-wafer processing is continued until a part of a predetermined etching amount in the silicon nitride layer of the substrate is etched. After that, the etching is temporarily stopped, and the substrate is taken out from the substrate holding unit 210 of the single wafer processing apparatus 200 and moved to the batch processing apparatus 300.
  • step 32 the substrate is batch-processed with the phosphoric acid solution !_ 2.
  • the batch processing unit 300 processes the substrate with phosphoric acid solution !_ 2.
  • the substrate is immersed in the processing tank 310. The batch process is continued until the specified amount of etching on the silicon nitride layer of the substrate is completed.
  • the processing time for processing the substrate with the phosphoric acid solution !_ 2 in the batch processing apparatus 300 is longer than the processing time for processing the substrate with the phosphoric acid solution !_ 1 in the single-wafer processing apparatus 200.
  • the thickness of the silicon nitride layer of the substrate etched in the batch processing apparatus 300 is preferably larger than the thickness of the silicon nitride layer of the substrate etched in the single-wafer processing apparatus 200.
  • the substrate In between batch processing with !_ 2 it is preferred that the substrate not be treated with other chemicals. As a result, the etching process using the phosphoric acid solution !_ 1 can be restarted after the etching process using the phosphoric acid solution !_ 1 as the etching process for the silicon nitride layer. If the etching is to be interrupted, the substrate should be ⁇ 02020/174962 13 ⁇ (: 171?2020/002539
  • the rinse treatment with the rinse solution and/or the drying treatment may be performed.
  • the substrate is treated with phosphoric acid.
  • the phosphoric acid treatment etches the silicon nitride layer on the substrate.
  • the silicon nitride layer among the silicon nitride layer and the silicon oxide layer of the substrate is selectively etched.
  • the substrate processing system 100 of this embodiment is preferably used when etching a silicon nitride layer from a substrate having a fine laminated structure.
  • the substrate is used for an 80 structure memory.
  • the substrate is preferably used for a three-dimensional structure 80 memory.
  • 3A and 3B are schematic views of the substrate before being processed by the substrate processing method of the present embodiment.
  • Fig. 3 (3) is a schematic enlarged cross-sectional view of the substrate cut along the X cross section
  • Fig. 3 ( ⁇ ) is the substrate of Fig. 3 (a).
  • FIG. 2 is a schematic enlarged cross-sectional view taken along the line of ⁇ ⁇ ⁇ Mimi.
  • the substrate has a base material 3 and a laminated structure IV!.
  • the laminated structure IV! is a three-dimensional laminated structure in which a plurality of laminated layers including a silicon nitride layer face each other through a gap.
  • the substrate is arranged so as to extend in the XV plane.
  • the base material 3 is a thin film that spreads in a flat plane.
  • the laminated structure IV! is arranged on the upper surface of the base material 3.
  • the laminated structure IV! extends in the direction from the upper surface of the base material 3.
  • a gap of 0 is formed.
  • the gap reaches the base material 3, and a part of the base material 3 is exposed.
  • the laminated structure IV! has a plurality of silicon oxide layers IV! 3 and a plurality of silicon nitride layers 3 .
  • the silicon oxide layer IV! 3 and the silicon nitride layer 3 are alternately laminated.
  • Each of the plurality of silicon oxide layers IV! 3 and silicon nitride layer 3 extends parallel to the upper surface of the base material 3.
  • Pillar IV! ⁇ 02020/174962 14 ⁇ (: 171?2020/002539
  • the substrate is phosphoric acid treated in the substrate treatment system 100.
  • the phosphoric acid treatment etches the silicon nitride layer 3 of the substrate.
  • Fig. 3(O) is a schematic enlarged cross-sectional view of the substrate after being processed by the substrate processing method of the present embodiment, taken along the X cross section.
  • the silicon nitride layer 3 has been removed from the laminated structure IV! by the phosphoric acid treatment.
  • the silicon oxide layer IV! 3 and the pillar _ IV! A plurality of pillars IV_! are provided between two adjacent silicon oxide layers IV! 3.
  • Two adjacent silicon oxide layers IV! 3 are supported by the pillar _ 1 ⁇ /1.
  • the silicon nitride layer 3 is etched from the substrate by the phosphoric acid treatment.
  • FIG. 4( a) to FIG. 4( 6) are schematic enlarged sectional views cut perpendicularly to the upper surface of the base material 3 of the substrate.
  • the substrate has a base material 3 and a laminated structure IV!, and the laminated layer structure IV! is composed of a plurality of silicon oxide layers IV! 3 and a plurality of silicon. Nitride layer 3 and Have and.
  • the substrate is mounted on the single-wafer processing apparatus 200. In the single-wafer processing apparatus 200, the substrates are arranged so that the normal direction of the upper surface of the base material 3 is parallel to the direction.
  • the substrates are arranged such that the normal line direction of the upper surface of the base material 3 is parallel to the X direction.
  • the substrate is subjected to phosphoric acid treatment in the batch treatment apparatus 300, a further part of the silicon nitride layer 3 is removed.
  • a predetermined amount of the silicon nitride layer 3 is etched from the substrate.
  • the silicon nitride layer 3 can be removed from the substrate by performing phosphoric acid treatment on the substrate.
  • the substrate processing method of this embodiment when the area of the interface between the phosphoric acid solution and the silicon nitride layer 3 is relatively large, the substrates are processed by single wafer processing. In this case, the concentration of silicon in the phosphoric acid solution for treating the substrate can be suppressed from exceeding the saturation concentration, and the precipitation of silicon-containing material from the phosphoric acid solution can be suppressed.
  • the substrate is batch-processed with the phosphoric acid solution. Also in this case, since the silicon concentration in the phosphoric acid solution for treating the substrate does not exceed the saturation concentration, the throughput of phosphoric acid treatment can be improved. As a result, it is possible to reduce the substrate processing time and suppress defects in the substrate processing.
  • the silicon nitride layer of the substrate is etched only by single-wafer processing, defects are less likely to occur, but the throughput of substrate processing is reduced. Also, when the silicon nitride layer of the substrate is etched only by batch processing, the throughput of the substrate processing can be increased, but since a relatively large amount of silicon nitride layer dissolves in the phosphoric acid solution, the silicon concentration of the phosphoric acid solution is localized. May increase. In particular, when the diameter of the gap 0 of the substrate is small, the phosphoric acid solution in the gap mouth is difficult to circulate, so that the silicon concentration in the phosphoric acid solution tends to be high. In this case, if the silicon concentration of the phosphoric acid solution exceeds the saturation concentration, a dissolved substance may be precipitated from the phosphoric acid solution.
  • Fig. 5 is a schematic view of a substrate on which a dissolved substance is deposited from a phosphoric acid solution.
  • the dissolved material once dissolved in phosphoric acid solution is deposited in the laminated structure 1 ⁇ /1.
  • the silicon concentration in the phosphoric acid solution increases and the saturated concentration increases as the phosphoric acid solution passes from the surface of the base material 3 through the pores of the laminated structure. If it exceeds, the solution may precipitate from the phosphoric acid solution in the laminated structure IV!.
  • the substrate processing system 100 of this embodiment is in contact with the phosphoric acid solution. ⁇ 02020/174962 16 ⁇ (: 171?2020/002539
  • the phosphoric acid treatment with the single-wafer treatment apparatus 200 can suppress an increase in the silicon concentration in the phosphoric acid solution, and can suppress the precipitation of the dissolved material.
  • the silicon nitride layer in contact with the phosphoric acid solution is comparatively small, the silicon nitride layer can be swiftly etched with the phosphoric acid solution by the batch processing apparatus 300, and the throughput of phosphoric acid treatment can be improved.
  • Fig. 6 (3) is a schematic diagram of the batch processing apparatus 700
  • Fig. 6 ( ⁇ ) is a schematic diagram showing the flow 1 of the phosphoric acid solution to the substrate during the substrate processing by the batch processing apparatus 700
  • FIG. 6 ( ⁇ ) is a schematic view of the substrate processed by the batch processing apparatus 700.
  • the batch processing apparatus 700 processes a substrate using a phosphoric acid solution in which silicon is dissolved at a high concentration.
  • the batch processing apparatus 700 has a processing tank 710, a circulation path 720, a pump 730, and a filter 740.
  • a phosphoric acid solution in which silicon is dissolved at a high concentration is stored in the processing tank 710.
  • the circulation path 720 connects a part of the processing tank 710 and another part of the processing tank 710 outside the processing tank 710.
  • the pump 730 and the filter 740 are provided in the circulation path 720.
  • the phosphoric acid solution in the processing tank 710 is circulated through the circulation path 720 by the pump 730.
  • the filter 740 removes particles in the circulation path 720. For example, filter 740 removes silicon inclusions in the phosphoric acid solution.
  • the phosphoric acid solution flows in the gap 0 of the substrate according to the flow 1.
  • the phosphoric acid solution flows in the direction of the arrow. Therefore, the phosphoric acid solution in the gap 0 of the substrate flows according to the flow 1.
  • the upflow flow is not so strong, the phosphoric acid solution in the pores remains to some extent and the silicon concentration in the phosphoric acid solution increases.
  • Fig. 6 ( ⁇ 0 is a schematic diagram of the single-wafer processing apparatus 800
  • Fig. 6 (6) shows the flow 2 of the phosphoric acid solution to the substrate during the substrate processing by the single-wafer processing apparatus 800
  • 6(h) is a schematic diagram of the substrate processed by the single-wafer processing apparatus 800.
  • the single-wafer processing apparatus 800 has a high concentration of silicon.
  • the substrate is processed using the poured phosphoric acid solution.
  • the single-wafer processing apparatus 800 has a phosphoric acid solution supply unit 8200.
  • the phosphoric acid solution supply unit 8200 is The phosphoric acid solution is supplied to the substrate that rotates at a high speed.
  • the phosphoric acid solution is supplied to the substrate to perform the phosphoric acid treatment on the substrate.Since the substrate is rotating, the phosphoric acid solution that is supplied to the substrate is subjected to centrifugal force. Flows over the top surface of the substrate.
  • the phosphoric acid solution flows according to the flow 2 in the gap 0 between the substrates.
  • the phosphoric acid solution flows in the direction of the arrow. Therefore, the phosphoric acid solution in the gap 0 of the substrate flows according to the flow 2.
  • the substrate is rotated at a high speed, so that the phosphoric acid solution in the pores is quickly replaced, and the increase in silicon concentration in the phosphoric acid solution is suppressed.
  • the flow of the phosphoric acid solution is relatively fast, so the phosphoric acid solution 1_ in the interstitial openings of the substrate is easily replaced. For this reason, even if the silicon concentration in the phosphoric acid solution 1_ in the pores becomes locally high, the phosphoric acid solution! Since- flows out from the gap 0 between the substrates, it is difficult for silicon inclusions to deposit on the substrate.
  • the flow of phosphoric acid solution since the flow of phosphoric acid solution is relatively slow, it is difficult to replace the phosphoric acid solution in the gap 0 of the substrate. Therefore, if the silicon concentration in the phosphoric acid solution 1_ in the gap becomes locally high, the phosphoric acid solution! -Since it is difficult to flow from the gap 0 between the substrates to the outside, silicon-containing substances may precipitate on the substrate.
  • the single-wafer processing apparatus 200 processes the substrate per unit time.
  • the number of substrates is preferably substantially equal to the number of substrates processed by the batch processing apparatus 300 per unit time.
  • the batch processing apparatus 300 can sequentially process the substrates processed in the single-wafer processing apparatus 200, so that the free time of both the single-wafer processing apparatus 200 and the batch processing apparatus 300 is free. Can be reduced.
  • the number of substrates processed per unit time may be referred to as “processing capacity”.
  • one batch processing apparatus 300 has four single-wafer processing units of the single-wafer processing apparatus 200, and one batch processing apparatus 300 is operated at a time.
  • the single wafer processing time is preferably 1/4 times the batch processing time.
  • the batch processing time is preferably 40 minutes with respect to the single-wafer processing time of 10 minutes.
  • the single-wafer processing apparatus 200 and the batch processing apparatus 300 continuously repeat the single-wafer processing and the batch processing, whereby the idle time of both can be reduced.
  • the processing capability of the batch processing apparatus 300 depends on the single-wafer processing time, the number of single-wafer processing units, and the number of substrates loaded by the batch processing apparatus 300. Is preferably set to be approximately equal to the processing capacity of the single-wafer processing apparatus 200.
  • the single-wafer processing time is 1 It is 5 minutes and the batch processing time is set to 45 minutes.
  • the batch processing apparatus 300 The processing capacity of 1 is almost equal to that of the single-wafer processing apparatus 200.
  • the single-wafer processing unit 200 has a processing capacity of 40? 1 to 1, the processing capability of a batch processing apparatus 3 0 0 is 4_Rei 1 to 1, the substrate processing system 1 0 0 overall processing power is 4_Rei 1-1.
  • the batch processing apparatus can be adjusted by appropriately adjusting the single-wafer processing time, the batch processing time, and the number of single-wafer processing units of the single-wafer processing apparatus 200. It is possible to achieve the same processing capacity as when batch processing is performed independently.
  • the single-wafer processing time was made equal to the phosphoric acid processing time and the batch processing time was made equal to the phosphoric acid processing time in order to avoid an excessively complicated description.
  • the single-wafer processing time may be longer than the phosphoric acid processing time even if the single-wafer processing apparatus 200 performs only the phosphoric acid processing. ⁇ 02020/174962 20 boxes (: 171?2020/002539
  • the batch processing time may be longer than the phosphoric acid treatment time.
  • the single-wafer processing apparatus 200 cannot continuously supply the high temperature phosphoric acid solution !-1 from the viewpoint of heat resistance, and may intermittently supply the phosphoric acid solution !_1.
  • the single-wafer treatment time is longer than the phosphoric acid treatment time.
  • the batch processing time is longer than the phosphoric acid processing time due to the preparation for the phosphoric acid processing and the post-processing. Therefore, the single-wafer processing apparatus and the batch processing time are preferably set based on the phosphoric acid processing time of the single-wafer processing apparatus 200 and the batch processing apparatus 300.
  • the single-wafer processing apparatus 200 supplied the phosphoric acid solution !_ 1 to the substrate, but the single-wafer processing apparatus 200 uses another liquid. It may be supplied to the substrate.
  • FIG. 7 is a schematic diagram of the single-wafer processing apparatus 200.
  • the single-wafer processing apparatus 200 shown in FIG. 7 further includes a substrate holding unit 210 and a phosphoric acid solution supply unit 220, and a rinse solution supply unit 230 and a cup 270. Except for this, it has the same configuration as the single-wafer processing apparatus 200 in the substrate processing system 100 described above with reference to FIG. Therefore, duplicate descriptions are omitted to avoid redundancy.
  • the single-wafer processing apparatus 200 further includes a rinse solution supply section 230 in addition to the chamber 202, the substrate holding section 210 and the phosphoric acid solution supply section 220.
  • the chamber _ 202 contains a substrate holding part 210, a phosphoric acid solution supply part 220, and a rinse solution supply part 230.
  • the phosphoric acid solution supply unit 220 supplies the phosphoric acid solution !_ 1 to the substrate. Phosphoric acid solution on the substrate!
  • the substrate is treated with phosphoric acid.
  • the rinse liquid supply unit 230 supplies the rinse liquid !_ "to the substrate.
  • the substrate is rinsed by supplying the rinse liquid !-" to the substrate.
  • Pure water deionized water: ⁇ ZV ater.
  • rinse liquid! -" Is not limited to pure water, but carbonated water, electrolytic ionized water, hydrogen water, ⁇ 0 2020/174962 21 21 (: 171? 2020 /002539
  • the single-wafer processing apparatus 200 is preferably further provided with a cup 270.
  • Phosphoric acid liquid !_ 1 and rinse liquid! -"I can collect at least one of them.
  • the substrate holder 210 may be of the vacuum type.
  • the base plate holder 210 includes a spin base 211, a plurality of chuck pins 211, a rotary shaft 211, and a spin motor 211.
  • spin base 2 11 is disk-shaped.
  • Spin base 2 1 1 is held in a horizontal position.
  • Each of the plurality of chuck pins 2 1 1 2 holds the substrate in a horizontal position above the spin base 2 1 1.
  • the rotation axis 2 1 3 extends downward from the center of the spin base 2 1 1.
  • the spin motor 2 14 rotates the rotation axis 2 13 in the rotation direction 0 ", thereby rotating the substrate and the spin base 2 1 1 about the rotation axis 8 X 1.
  • the phosphoric acid solution supply unit 220 includes a phosphoric acid solution nozzle 2 21, a phosphoric acid solution pipe 2 2 2, a phosphoric acid solution valve 2 2 3 and a phosphoric acid solution temperature control device 2 2 1. Including 4 and.
  • the phosphoric acid solution nozzle 2 21 discharges the phosphoric acid solution !_ 1 toward the substrate held by the substrate holder 2 1 0.
  • the phosphoric acid liquid pipe 2 22 supplies the phosphoric acid liquid !_ 1 to the phosphoric acid liquid nozzle 2 2 1.
  • the phosphoric acid solution valve 2 2 3 switches supply and stop of supply of the phosphoric acid solution !_ 1 from the phosphoric acid solution pipe 2 2 2 to the phosphoric acid solution nozzle 2 21.
  • the phosphoric acid solution temperature control device 2 24 raises the temperature of the phosphoric acid solution !_ 1 supplied to the phosphoric acid solution nozzle 2 21 to a temperature higher than room temperature.
  • the phosphoric acid solution !_ 1 whose temperature was adjusted by the phosphoric acid solution temperature controller 2 2 4 was supplied from the phosphoric acid solution pipe 2 2 2 to the phosphoric acid solution nozzle 2 2 1. And discharged from the phosphoric acid solution nozzle 2 21.
  • the phosphoric acid solution temperature control device 2 2 4 maintains the temperature of the phosphoric acid solution !_ 1 at a constant temperature within the range of 80 to 21 5 °.
  • the temperature of the phosphoric acid liquid !_ 1 adjusted by the phosphoric acid liquid temperature adjusting device 2 2 4 may be the boiling point at its concentration or may be a temperature below the boiling point. For example ⁇ 0 2020/174962 22 ⁇ (: 17 2020 /002539
  • the phosphoric acid solution is an aqueous solution containing phosphoric acid as a main component.
  • concentration of phosphoric acid in the phosphoric acid liquid !-1 is, for example, in the range of 50% to 100%, preferably around 80%.
  • the phosphoric acid solution supply section 220 is composed of a nozzle arm 225 and a phosphoric acid solution nozzle moving section 22.
  • the phosphoric acid solution nozzle 2 21 is attached to the tip of the nozzle arm 2 25.
  • the phosphoric acid solution nozzle moving unit 2 26 rotates the nozzle arm 2 25 around the rotation axis X 2 extending in the vertical direction around the substrate holding unit 2 10 and moves vertically along the rotation axis X 2.
  • the phosphoric acid solution nozzle moving part 2 26 moves the phosphoric acid solution nozzle 2 21 in the horizontal direction and/or the vertical direction.
  • the phosphoric acid liquid nozzle moving part 2 26 has a processing position where the phosphoric acid liquid !_ 1 discharged from the phosphoric acid liquid nozzle 2 21 is supplied to the upper surface of the substrate, and the phosphoric acid liquid nozzle 2 2 1 in plan view.
  • the phosphoric acid solution nozzle 2 2 1 is moved in the horizontal direction between the retreat position and the retreat position that has retreated to the surrounding area.
  • the rinse liquid supply section 230 includes a rinse solution nozzle 231, a rinse solution pipe 232, and a rinse solution valve 233.
  • the rinse liquid nozzle 2 3 1 discharges the rinse liquid !_ ”toward the substrate held by the substrate holding portion 210.
  • the rinse liquid nozzle 2 3 1 has the discharge port of the rinse liquid nozzle 2 3 1. This is a fixed nozzle that discharges the rinse liquid !_ "when stationary.
  • the rinse liquid pipe 2 3 2 supplies the rinse liquid !-" to the rinse liquid nozzle 2 3 1.
  • the rinse liquid valve 2 3 3 Switch the supply and stop of supply of the rinse liquid from the rinse liquid pipe 2 3 2 to the rinse liquid nozzle 2 3 1.
  • the rinse solution supply section 230 may include a rinse solution nozzle moving section.
  • the rinsing liquid nozzle moving unit moves the rinsing liquid nozzle 2 3 1 to move the rinsing liquid nozzle to the top surface of the substrate. -The discharge position of "can be moved.
  • the cup 270 is held by the substrate holding portion 210. ⁇ 02020/174962 23 ⁇ (: 171?2020/002539
  • the cup 270 has a substantially cylindrical shape. Cup 2 70 surrounds spin base 2 1 1. The cup 270 receives the processing liquid discharged from the substrate.
  • the processing liquid supplied to the substrate is shaken off around the substrate.
  • the cup 270 opened upward is arranged above the spin base 211. Therefore, the processing liquid such as the phosphoric acid liquid !_ 1, the chemical liquid or the rinse liquid, which has been discharged to the periphery of the substrate, is received by the cup 270. Then, the processing liquid (waste liquid) received by the cup 270 is sent to a recovery device or a waste liquid device not shown.
  • the single-wafer processing apparatus 200 can supply the rinse liquid !-" to the substrate.
  • the substrate was subjected to the single-wafer treatment with the phosphoric acid solution !_ 1
  • the substrate was continuously subjected to the batch treatment with the phosphoric acid solution !_ 2
  • a rinse treatment may be performed between the single-wafer treatment and the batch treatment with the phosphoric acid solution !_ 2.
  • FIG. 8 is a flow chart for explaining the substrate processing method of the present embodiment.
  • single wafer processing is performed in step 31 and then batch processing is performed in step 32.
  • step 31 3 the substrate is loaded into the single-wafer processing apparatus 200.
  • the substrate is held by the substrate holder 210.
  • Step 31 the substrate is treated with phosphoric acid. While the substrate holding unit 210 holds the substrate and rotates the substrate, the phosphoric acid solution supply unit 220 supplies the phosphoric acid solution !_ 1 to the substrate.
  • step 310 the substrate is rinsed.
  • the rinse liquid supply unit 230 supplies the rinse liquid !_ "to the substrate while the substrate holding unit 210 rotates the substrate.
  • ⁇ 02020/174962 24 ((171?2020/002539
  • step 3101 the substrate is dried.
  • the phosphoric acid solution supply unit 220 and the rinse solution supply unit 230 do not supply the phosphoric acid solution !_ 1 and the rinse solution !_ "
  • the substrate holding unit 210 rotates the substrate while holding the substrate. The substrate is dried by the rotation of.
  • step 323 the substrate is loaded into the batch processing apparatus 300.
  • the substrate is unloaded from the single-wafer processing apparatus 200 and loaded into the batch processing apparatus 300.
  • the substrates are loaded on the loading section 320.
  • the loading section 320 loads a plurality of substrates.
  • step 32 the substrate is immersed in the processing bath 310.
  • the phosphoric acid solution !_ 2 is stored in 310, and the substrate is treated with the phosphoric acid solution !_ 2.
  • the substrate processing method of this embodiment is performed as described above.
  • the single-wafer processing apparatus 200 described above with reference to FIG. 7 was able to supply the phosphoric acid solution and the rinse solution to the substrate, but the present embodiment is not limited to this.
  • the single-wafer processing apparatus 200 may be capable of supplying another liquid to the substrate.
  • FIG. 9 is a schematic diagram of the single-wafer processing apparatus 200.
  • the single-wafer processing apparatus 200 shown in FIG. 9 is the same as the single-wafer processing apparatus described above with reference to FIG. 7, except that it further includes a chemical solution supply unit 2440 and an etching liquid supply unit 250. It has the same configuration as the device 200. Therefore, duplicate descriptions are omitted to avoid redundancy.
  • the single-wafer processing apparatus 2000 includes a chemical solution supply section.
  • the apparatus further includes a 240 and an etching solution supply unit 250.
  • the chemical solution supply section 240 and the etching solution supply section 250 are housed in the chamber 20.2.
  • the chemical solution supply unit 240 supplies the chemical solution !_ ⁇ to the substrate.
  • the chemical liquid !_ ⁇ contains ammonia.
  • chemical _ ⁇ include ammonia hydrogen peroxide mixture (NH 4 ⁇ _H and-1 2 ⁇ 2 and mixtures containing:!.! 3 containing (3 1) or chemical - ⁇ hydroxide Ammonium ⁇ 02020/174962 25 ((171?2020/002539
  • (NH 4 ⁇ _H) may be a liquid containing a.
  • the substrate is etched by the chemical liquid !_ ⁇ containing ammonia.
  • the chemical liquid !_ ⁇ etches the silicon oxide layer on the substrate.
  • a protective film can be formed on the substrate after treatment by treating the substrate with the chemical liquid !_ ⁇ containing ammonia. The protective film can suppress the deterioration of the characteristics of the substrate.
  • the protective film may be removed after the protective film is formed on the surface of the substrate by the chemical treatment.
  • the interval between the removal of the protective film and the start of the next treatment of the substrate is short.
  • the interval between the removal of the protective film and the start of the next treatment on the substrate is preferably within 48 hours, more preferably within 24 hours.
  • the protective film can suppress the generation of impurities due to the remaining phosphorus.
  • the temperature of the chemical liquid !_ ⁇ is preferably higher than room temperature.
  • the temperature of the chemical liquid !_ ⁇ is 60° or more and 80° or less. Liquid medicine! If the temperature of - ⁇ is higher than room temperature, the processing time of chemical treatment can be shortened. However, the temperature of the chemical liquid !_ ⁇ may be room temperature, or the temperature of the chemical liquid !_ ⁇ may be lower than room temperature.
  • the chemical liquid supply unit 2440 includes a chemical liquid nozzle 241, a chemical liquid pipe 24-2, a chemical liquid valve 243, and a chemical liquid nozzle moving unit 244.
  • the chemical liquid nozzle 2 4 1 discharges the chemical liquid !_ ⁇ toward the substrate held by the substrate holding portion 2 1 0.
  • Chemical liquid !_ ⁇ includes 3 (3 1)
  • Chemical liquid pipe 2 4 2 supplies chemical liquid !_ ⁇ to chemical liquid nozzle 2 4 1.
  • Chemical liquid valve 2 4 3 is from chemical liquid pipe 2 4 2 to chemical liquid nozzle 2 4 Switching between supply and stop of supply of chemical liquid !_ ⁇ to 1.
  • chemical liquid !_ ⁇ When chemical liquid valve 2 4 3 opens, chemical liquid !_ ⁇ is supplied from chemical liquid pipe 2 4 2 to chemical liquid nozzle 2 4 1, and chemical liquid nozzle 2 4 3 It is discharged from 1.
  • the chemical liquid nozzle moving part 2 4 4 is arranged so that the chemical liquid nozzle 2 4 1 is horizontally and/or ⁇ 02020/174962 26 ⁇ (: 171?2020/002539
  • the chemical liquid nozzle moving part 2 4 4 has a processing position where the chemical liquid !_ ⁇ discharged from the chemical liquid nozzle 2 4 1 is supplied to the upper surface of the substrate, and the chemical liquid nozzle 2 4 1 is retracted around the substrate in plan view. Move the chemical liquid nozzle 2 4 1 horizontally to and from the position.
  • the etching liquid supply unit 250 supplies the etching liquid !_ 6 to the substrate.
  • the etching liquid !_ 6 is used, for example, for etching a substrate.
  • the chemical liquid !_ ⁇ is a liquid containing ammonia, and the supply of the chemical liquid !_ ⁇ etches the substrate.
  • etching liquid !_ 6 is not the same as chemical liquid !_ ⁇ .
  • the etching rate of the substrate with the etching liquid !_ 6 is different from the etching rate of the substrate with the chemical liquid !_ ⁇ .
  • the etching rate of the substrate with the etching liquid !_ 6 is preferably higher than the etching rate of the substrate with the chemical liquid !_ ⁇ . As a result, the substrate etching time can be shortened.
  • the components of the etching liquid !_ 6 may be different from the components of the chemical liquid !_ ⁇ .
  • hydrofluoric acid may be used as the etching liquid !_ 6. Since the etching rate of hydrofluoric acid is higher than that of the liquid containing ammonia, the etching time of the substrate can be shortened.
  • the etching solution supply unit 250 includes an etching solution nozzle 2551, an etching solution pipe 252, an etching solution valve 253, and an etching solution nozzle moving unit 254.
  • the etching liquid nozzle 2 51 discharges the etching liquid !_ 6 toward the substrate held by the substrate holding portion 210.
  • the etching liquid pipe 2 52 supplies the etching liquid !_ 6 to the etching liquid nozzle 2 5 1.
  • the etching liquid valve 2 5 3 switches supply and stop of supply of the etching liquid !_ 6 from the etching liquid pipe 2 52 to the etching liquid nozzle 2 5 1.
  • the etching liquid valve 2 53 is opened, the etching liquid !_ 6 is supplied from the etching liquid pipe 2 52 to the etching liquid nozzle 2 5 1 and discharged from the etching liquid nozzle 2 5 1.
  • the etching solution nozzle moving part 2 5 4 has the etching solution nozzle 2 5 1 in a horizontal direction. ⁇ 02020/174962 27 ⁇ (: 171?2020/002539
  • the etching liquid nozzle moving unit 2 54 moves the etching liquid nozzle 2 5 1 in the horizontal direction between the processing position and the retreat position.
  • the etching liquid nozzle 2 51 moves to the processing position
  • the etching liquid !_ 6 discharged from the etching liquid nozzle 2 5 1 is supplied to the upper surface of the substrate.
  • the etching liquid nozzle 2 51 moves to the retracted position
  • the etching liquid nozzle 2 5 1 retracts around the substrate in a plan view.
  • FIG. 10 is a flow chart for explaining the substrate processing method of this embodiment.
  • step 313 the substrate is loaded into the single-wafer processing apparatus 200.
  • the substrate is held by the substrate holder 210.
  • Step 31 the substrate is treated with phosphoric acid.
  • the substrate holder 210 rotates the substrate while holding the substrate.
  • the phosphoric acid solution supply unit 220 supplies the phosphoric acid solution !_ 1 to the substrate.
  • step 310 the substrate is rinsed.
  • the substrate holder 210 rotates the substrate, and the rinse liquid supply unit 230 supplies the rinse liquid !_ "to the substrate.
  • step 31 the substrate is dried.
  • Phosphoric acid solution !_ 1 and rinse solution !-" are supplied to the substrate.
  • the substrate holder 210 rotates the substrate while holding it.
  • the substrate is dried by the rotation of the substrate.
  • step 323 the substrate is loaded into the batch processing apparatus 300.
  • the substrate is unloaded from the single-wafer processing apparatus 200 and then loaded into the batch processing apparatus 300.
  • the substrates are loaded on the loading section 320.
  • the loading section 320 loads a plurality of substrates.
  • Step 3 the substrate is treated with phosphoric acid.
  • the loading section 320 soaks the substrates in the phosphoric acid solution !_ 2 in the processing tank 310.
  • step 3 33 the substrate is loaded into the single-wafer processing apparatus 200.
  • the substrates are unloaded from the batch processing unit 300 and loaded into the single-wafer processing unit 200. ⁇ 02020/174962 28 ⁇ (: 171?2020/002539
  • the substrate is held by the substrate holder 210.
  • Step 3 the substrate is rinsed.
  • the substrate holder 210 rotates the substrate while holding the substrate.
  • the rinse liquid supply unit 230 supplies the rinse liquid !_ "to the substrate.
  • the rinse liquid !_" can remove the phosphoric acid on the surface of the substrate.
  • step 330 the substrate is etched.
  • Substrate holder 2 1 the substrate is etched.
  • the etching liquid supply unit 250 supplies the etching liquid 1_ 6 to the substrate.
  • the etching solution 1_6 efficiently etches the substrate.
  • step 33 the substrate is treated with a chemical solution.
  • the chemical supply part 240 supplies the chemical liquid !_ ⁇ to the substrate.
  • the chemical solution !_ ⁇ etches the substrate and forms a protective film on the surface of the substrate.
  • step 336 the substrate is rinsed.
  • the rinse liquid supply unit 230 supplies the rinse liquid !_ "to the substrate while the substrate holding unit 210 rotates the substrate.
  • Step 3 dry the substrate.
  • Substrate rotating the substrate while holding the substrate This causes the substrate to dry.
  • step 339 the substrate is unloaded from the single wafer processing apparatus 200.
  • the silicon nitride layer of the substrate can be suitably etched by the substrate processing method of this embodiment.
  • the etching treatment was performed in Step 3300 between the rinse treatment in Step 33 and the chemical treatment in Step 33.
  • the form is not limited to this.
  • the etching process in step 3300 may be omitted.
  • the substrate processing system 100 includes computer blogs with predetermined procedures. ⁇ 02020/174962 29 ⁇ (: 171?2020/002539
  • the ram is stored, and in the substrate processing system 100, the single-wafer processing apparatus 200 and the batch processing apparatus 300 may be controlled to operate according to a predetermined procedure. Alternatively, in the substrate processing system 100, the single wafer processing apparatus 200 and the batch processing apparatus 300 may be controlled based on the measurement result. For example, phosphoric acid solution! The single-wafer processing device 200 and the batch processing device 300 may be controlled based on the measurement result of ⁇ .
  • the silicon concentration of the phosphoric acid solution !_ 1 may be measured, and the single-wafer processing apparatus 200 and the batch processing apparatus 300 may be controlled based on the measurement result of the silicon concentration.
  • the silicon concentration of the phosphoric acid solution !_ 1 flowing out of the substrate may be measured.
  • the silicon concentration of the phosphoric acid solution !_ 1 accumulated on the substrate may be measured.
  • the substrate may be moved from the single-wafer processing apparatus 200 to the batch processing apparatus 300 based on the measurement result being equal to or less than a predetermined threshold value and starting the interruption process. ..
  • the time from the start of the first etching step to the start of the interruption step is related to the etching processing condition of the first etching step and the time from the start of the first etching step to the start of the interruption step. It may also be determined based on the lookup table (!_ ⁇ ⁇ ! ⁇ 11 chome 3 13 ⁇ 6 : 1_11 chome).
  • the etching process conditions such as phosphoric acid concentration, silicon concentration, and solution temperature at the start of the process of phosphoric acid solution !_ 1 were variously changed to start the optimum first etching step for each etching process condition.
  • the time from to the start of the interruption step may be empirically determined.
  • the storage section 5 2 0 shows the relationship between the time from the start of the multiple first etching steps to the start of the cutting process and the multiple processing conditions of the first etching steps obtained in this way. It may be stored in (eg, Figure 14). in this case, ! _ Read the above correspondence stored as II D from the storage unit 520, and determine the time from the start of the first etching process to the start of the interruption process based on this, and the first etching process The interrupting process can be started with the optimal timing according to the processing conditions.
  • FIG. 11 is a schematic diagram of the substrate processing system 100 of the present embodiment.
  • the substrate processing system 100 shown in FIG. 11 is similar to the substrate processing system 100 described above with reference to FIG. 1 except that the single-wafer processing apparatus 200 further includes a silicon densitometer. Have a configuration. Therefore, duplicate descriptions are omitted to avoid redundancy.
  • the single-wafer processing apparatus 200 has a silicon concentration meter 280 and a pipe 282.
  • a pipe 2 82 is connected to a chamber _ 202 of each of the single-wafer processing units 200 to 200.
  • the silicon densitometer 280 is connected to the pipe 282. Silicon concentration meter
  • the silicon densitometer 280 uses a phosphoric acid solution for the substrate in the chamber 202.
  • the silicon concentration of the phosphoric acid solution after being treated with 1_1 is measured. If the silicon concentration measured by the silicon densitometer 280 is relatively high, immediate batch processing of this substrate may result in the deposition of silicon inclusions on the substrate. On the other hand, if the silicon concentration measured by the silicon concentration meter 280 is relatively low, even if this substrate is treated with the phosphoric acid solution !_ 2 in the batch treatment equipment 300, silicon-containing substances are deposited on the substrate. Unlikely to.
  • the phosphoric acid solution supply unit 220 stops the supply of the phosphoric acid solution !_ 1 and causes the single-wafer processing apparatus 200 to operate.
  • the processing may be stopped, the substrate may be transferred from the single-wafer processing apparatus 200 to the batch processing apparatus 300, and the phosphoric acid treatment in the batch processing apparatus 300 may be started.
  • batch processing can be started quickly and the phosphoric acid processing time can be shortened depending on the processing status of the substrate.
  • the silicon concentration meter 280 shown in FIG. 11 measures the silicon concentration of the phosphoric acid solution !_ 1 flowing out from the substrate, but the present embodiment is not limited to this.
  • the silicon densitometer measures the silicon concentration of phosphoric acid solution !_ 1 accumulated on the substrate. ⁇ 0 2020/174962 31 ⁇ (: 17 2020 /002539
  • the substrate processing system 100 further includes a transfer unit that transfers the substrate ⁇ / ⁇ / processed by the single-wafer processing apparatus 200 to the batch processing apparatus 300.
  • FIG. 12 is a schematic diagram of the substrate processing system 100 of the present embodiment.
  • the substrate processing system 100 shown in FIG. 12 is similar to that of FIG. 1 except that the single-wafer processing apparatus 200 and the stacking unit 320 are further configured and a transfer unit 400 is further provided. It has the same configuration as the substrate processing system 100 described above with reference. Therefore, duplicate descriptions are omitted to avoid redundancy.
  • the substrate processing system 100 includes a single-wafer processing apparatus 200 and a batch processing apparatus 3
  • a transfer unit 400 is further provided.
  • the transfer unit 400 transfers the substrate from the single wafer processing apparatus 200 to the batch processing apparatus 300.
  • the transfer unit 400 may further transfer the substrate from the batch processing apparatus 300 to the single-wafer processing apparatus 200.
  • the chamber 202 is provided with an opening 2023.
  • a shutter 20 4 for opening and closing the opening 20 23 is provided in 3.
  • the substrate In a state where the shutter 2 0 4 opened the opening 2 0 2 3, the substrate can be moved from outside the chamber 2 0 2 inside or from the inside to the outside. Therefore, the opening 2023 of the chamber 202 functions as an entrance/exit of the substrate.
  • the transfer section 400 transfers the substrate between the single-wafer processing apparatus 200 and the batch processing apparatus 300.
  • the transfer unit 400 carries the substrate into the single-wafer processing apparatus 200.
  • the transfer unit 400 carries out the substrate from the single wafer processing apparatus 200.
  • the transfer section 400 carries the substrate into the batch processing apparatus 300.
  • the transfer section 400 carries the substrate out of the batch processing apparatus 300.
  • the transfer section 400 has an arm section 402, a turntable 404, and an elevating section 406.
  • the arm portion 402 can extend and contract in the X-axis direction.
  • the arm unit 402 supports the substrate from below. With the arm unit 402, the single-wafer processing unit 200 ⁇ 02020/174962 32 (:171?2020/002539
  • the arm unit 402 is attached to the upper surface of the turntable 400.
  • the rotary table 404 can rotate about an axis. By rotating the turntable 404, the arm section 402 can reach the single-wafer processing apparatus 200 or the batch processing apparatus 300.
  • the lifting/lowering unit 406 lifts/lowers the arm unit 402 and the rotary base 404 in the axial direction. By raising the elevating part 406, the arm part 402 can reach the single-wafer processing part 208 which is arranged high.
  • the loading section 320 has a gripping section 322, a rotating section 324, and a supporting section 326.
  • the gripping portion 3 2 2 grips the substrate.
  • the gripping unit 3 22 receives the substrate from the arm unit 4 02 and grips the substrate.
  • a plurality of grooves are provided in the grip portion 32, and the substrate is fitted into the plurality of grooves.
  • the rotating unit 3 2 4 supports the gripping unit 3 2 2.
  • the rotating part 3 2 4 rotates the gripping part 3 2 2 around a rotation axis along the axial direction.
  • the supporting portion 3 26 supports the gripping portion 3 2 2 and the rotating portion 3 2 4. Support part 3
  • the gripping part 32 2 rotates from the horizontal holding state in which the substrate is held horizontally to the horizontal holding state again through the vertical holding state in which the substrate is held vertically.
  • the substrate is immersed in the processing tank 310 while being held by the holding portion 3222.
  • the supporting portion 326 may be movable in parallel with the vertical direction.
  • the substrate processing system 100 stores a computer program whose procedure is predetermined, and the substrate processing system 100 allows the single-wafer processing apparatus to operate in accordance with the determined procedure.
  • the 200, the batch processing device 300, and the transfer unit 400 may be controlled.
  • the single wafer processing apparatus 200, the batch processing apparatus 300 and the transfer unit 400 may be controlled based on the measurement result. For example, phosphoric acid solution! -Based on the measurement results of, the single-wafer processing device 200, the batch processing device 300 and the transfer unit 400 ⁇ 02020/174962 33 ⁇ (: 171?2020/002539
  • FIG. 13 is a schematic plan view of the substrate processing system 100 of this embodiment.
  • Substrate processing system 100 has multiple ports !_ and an indexer
  • a single-wafer processing apparatus 200, a batch processing apparatus 300, and a transfer unit 400 are provided.
  • the single wafer processing apparatus 200 is arranged on one side of the substrate processing system 100 along the X direction, and the batch processing apparatus 300 is arranged on the other side along the X direction. ..
  • the single-wafer processing device 200 includes a plurality of single-wafer processing units. In FIG. 13, for convenience, all single-wafer processing units are shown as single-wafer processing units 200. In the substrate processing system 100, three wafer processing units 208 are stacked to form a tower knife, and four tower knifes are provided.
  • Each of the mouth boats !_ stores a plurality of substrates in a stacked manner. Indexer Robo Transfers the substrate between the mouth boat !_ and the transfer unit 400.
  • the transfer unit 400 is an indexer robot I And single-wafer processing equipment 20
  • the transfer section 400 conveys the substrate between the single-wafer processing apparatus 200 and the batch processing apparatus 300.
  • this substrate processing system 100 there are 16 single-wafer processing units 20 0 of the single-wafer processing apparatus 200 with respect to one batch processing apparatus 300.
  • the batch processing apparatus 300 processes sixty four substrates at a time
  • it is preferable that the single-wafer processing time is 1/4 times the batch processing time.
  • the batch processing time is 40 minutes with respect to the single-wafer processing time of 10 minutes.
  • Figure 14 is a block diagram of the substrate processing system 100.
  • the substrate processing system 100 further includes a control unit 500.
  • the control unit 500 controls the single-wafer processing apparatus 200, the batch processing apparatus 300, and the transfer unit 400.
  • the control unit 500 controls the single-wafer processing apparatus 200 so that the single-wafer processing apparatus 200 processes the substrate W.
  • the control unit 500 controls the opening and closing of the opening 2 0 2 a of the chamber 2 0 2 by moving the shutter 2 0 4.
  • the control unit 500 controls the phosphoric acid solution supply unit 220, the rinse solution supply unit 230, the chemical solution supply unit 240, and the etching solution supply unit 250.
  • the control unit 500 controls the phosphoric acid solution valve 2 23, the rinse solution valve 2 3 3, the chemical solution valve 2 4 3 and the etching solution valve 2 5 3 to control the phosphoric acid solution L 1, the rinse solution L r, and the chemical solution L r.
  • the control unit 500 controls the phosphoric acid solution nozzle moving unit 2 26, the chemical solution nozzle moving unit 2 4 4, and the etching solution nozzle moving unit 2 5 4 to control the phosphoric acid solution valve 2 2 3 and the chemical solution valve 2.
  • the transfer unit 400 is a batch processing device from the single-wafer processing device 200.
  • the transfer unit 400 is controlled to transfer the substrate W to the 300. Further, the control unit 500 may control the transfer unit 400 so that the transfer unit 400 transfers the substrate W from the batch processing apparatus 300 to the single-wafer processing apparatus 200.
  • the control unit 500 controls the batch processing apparatus 300 so that the batch processing apparatus 300 processes the substrate W.
  • the control unit 500 controls the processing tank 310 so that the phosphoric acid solution L 2 is stored in the processing tank 310.
  • the control unit 500 controls the loading unit 320 so that the loading unit 320 receives the substrate W from the transfer unit 400 and immerses the received substrate W in the phosphoric acid solution in the processing tank 310. Control 0.
  • the control unit 500 includes a processor 510 and a storage unit 520.
  • the processor 510 has, for example, a central processing unit (C e n t r a l P r o c e s s s in g U n i t :C P U ).
  • the processor 510 may have a general-purpose computer.
  • the storage unit 520 stores the data and the computer program.
  • the storage unit 520 includes a main storage device and an auxiliary storage device.
  • the main storage device is, for example, a semiconductor memory.
  • the auxiliary storage device is, for example, a semiconductor memory and/or a hard disk drive.
  • Storage unit 5 20 is removable media ⁇ 02020/174962 35 ⁇ (: 171?2020/002539
  • the processor 510 executes the computer program stored in the storage unit 520 to execute the substrate processing method.
  • the storage unit 520 stores a computer program whose procedure has been determined in advance, and the control unit 500 causes the single-wafer processing apparatus 20 to operate according to the determined procedure.
  • the batch processing apparatus 300, and the transfer section 400 may be controlled.
  • the control unit 500 may control the single-wafer processing device 200, the batch processing device 300, and the transfer unit 400 based on the measurement result.
  • the control unit 500 is a phosphoric acid solution!
  • the single-wafer processing apparatus 200, the batch processing apparatus 300, and the transfer section 400 may be controlled based on the measurement result of-.
  • the single-wafer processing apparatus 200 and the batch processing apparatus 300 are arranged close to each other. Is not limited to this.
  • the single-wafer processing apparatus 200 and the batch processing apparatus 300 may be arranged at separate places.
  • the single wafer processing apparatus 200 and the batch processing apparatus 300 may be separated so that the apparatus for transferring the substrate itself is moved by moving in parallel.
  • it is preferable that the single-wafer processing apparatus 200 and the batch processing apparatus 300 are arranged in a clean room controlled in the same environment.
  • FIG. 15 is a schematic diagram of the substrate processing system 100.
  • the substrate processing system 100 includes a single-wafer processing apparatus 200, a batch processing apparatus 300, and a transfer unit 400.
  • the single-wafer processing apparatus 200 processes a substrate with a phosphoric acid solution.
  • the transfer unit 400 transfers the substrate from the single-wafer processing apparatus 200 to the batch processing apparatus 300.
  • the transfer unit 400 moves to the vicinity of the single-wafer processing apparatus 200 and carries out the substrate. After that, the transfer unit 400 moves from the vicinity of the single-wafer processing unit 200 to the vicinity of the batch processing unit 300 along the X direction, and is transferred to the loading unit 3200 of the batch processing unit 300. Load.
  • the transfer unit 400 is added to the arm unit 402, the rotary base 404, and the elevating unit 400. ⁇ 02020/174962 36 ⁇ (: 171?2020/002539
  • the guide part 408 is further included.
  • the guide section 408 extends from near the single-wafer processing apparatus 200 to near the batch processing apparatus 300 along the X direction.
  • the elevating part 406 can move in the X direction along the guide part 408.
  • the batch processing apparatus 300 processes the substrate with the phosphoric acid solution !_ 2.
  • the stacking unit 3 20 collectively immerses a plurality of substrates in the processing tank 3 10. The substrate is processed as described above.
  • the present invention is preferably used for a substrate processing system and a substrate processing method for treating a substrate with phosphoric acid.

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Abstract

基板処理方法は、シリコン窒化層を含む複数の積層が間隙を介して相対する三次元積層構造を有する基板（Ｗ）を回転させながら、基板（Ｗ）に第１燐酸液（Ｌ１）を供給して複数の積層をエッチングする第１エッチング工程と、シリコン窒化層が残存した状態で第１エッチング工程による複数の積層のエッチングを中断する中断工程と、処理槽（３１０）に貯留された第２燐酸液（Ｌ２）に基板（Ｗ）を浸漬させ、中断された複数の積層のエッチングを再開する第２エッチング工程とを包含する。

Description

明 細 書
発明の名称 ： 基板処理方法および基板処理システム
技術分野
[0001] 本発明は、 半導体ウェハ、 液晶ディスプレイ用基板、 プラズマディスプレ イ用基板、 有機 E L用基板、 F E D （F i e l d Em i s s i o n D i s p l a y） 用基板、 光ディスプレイ用基板、 磁気ディスク用基板、 光磁気 ディスク用基板、 フォトマスク用基板および太陽電池用基板等を含む基板 （ 以下、 単に基板と称する） に対して、 燐酸液を供給して処理を行う基板処理 方法および基板処理システムに関する。
背景技術
[0002] 燐酸を含む処理液を供給して処理を行う基板処理は、 例えば、 シリコン窒 化膜 （S i N） を除去するために行われる。 燐酸を含む処理液は、 処理液中 のシリカ濃度、 処理液温度、 濃度等を制御することによってシリコン酸化膜 のェッチングを抑制しつつシリコン窒化膜をェッチングすることが可能であ る。 特許文献 1 には、 シリコン酸化膜に対してシリコン窒化膜を選択的にェ ッチングすることが記載されている。
[0003] こうした燐酸を含む処理液による基板処理 （以下、 単に燐酸ェッチング） を実施する手法として、 基板を水平保持し当該基板を一枚ごとに処理するい わゆる枚葉処理装置による枚葉処理と、 処理液を貯留した処理槽に基板を浸 潰させ基板を処理するいわゆるバッチ処理装置によるバッチ処理とが知られ ている。
[0004] 例えば、 バッチ処理では、 複数の基板を起立姿勢にて保持可能に構成され たリフタに複数の基板を載置し、 当該リフタを処理槽に浸潰することにより 、 一度に複数の基板の処理を実施することが可能である。 このため、 バッチ 処理のスループッ トは枚葉処理のスループッ トよりも高いという利点を有す る。
先行技術文献 \¥0 2020/174962 2 卩（：17 2020 /002539
特許文献
[0005] 特許文献 1 :特開 2 0 1 8 _ 1 3 3 5 5 1号公報
発明の概要
発明が解決しようとする課題
[0006] 近年、 シリコン窒化膜を含む積層構造のピラーが基板上に複数形成された 三次元構造を有する基板を処理する上で、 三次元 0デバイス等の高集 積化に伴い、 燐酸エッチングに伴い析出したシリコンがピラー間の間隙など に着床してピラー間のエッチング置換を妨げるため、 バターン深部のエッチ ングが抑制されるという問題が顕在化しつつある。 上述したように、 バッチ 処理は、 複数の基板をまとめて処理するため、 バッチ処理のスループッ トは 枚葉処理のスループッ トよりも高い。 しかしながら、 バッチ処理は、 バッチ 処理装置の構成上、 枚葉処理に比べて基板上のエッチング液の流量状態等を きめ細かく制御することが困難である。
[0007] 本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、 その目的は、 燐酸処理の スループッ トの低下を抑制するとともにシリコン含有物の析出を抑制可能な 基板処理方法および基板処理システムを提供することにある。
課題を解決するための手段
[0008] 本発明の一局面によれば、 基板処理方法は、 基板保持工程と、 第 1エッチ ングエ程と、 中断工程と、 移動工程と、 第 2エッチングエ程とを包含する。 前記基板保持工程では、 シリコン窒化層を含む複数の積層が間隙を介して相 対する三次元積層構造を有する基板を基板保持部によって保持する。 前記第 1エッチングエ程では、 前記基板保持部に保持された基板を回転させながら 、 前記基板に第 1燐酸液を供給して前記複数の積層をエッチングする。 前記 中断工程では、 前記シリコン窒化層が残存した状態で前記第 1エッチングエ 程による前記複数の積層のエッチングを中断する。 前記移動工程では、 前記 基板保持部から前記基板を取り出し、 処理槽へと移動する。 前記第 2エッチ ングエ程では、 前記処理槽に貯留された第 2燐酸液に前記基板を浸潰させ、 \¥02020/174962 3 卩（：171?2020/002539
中断された前記複数の積層のエッチングを再開する。
[0009] ある実施形態において、 前記第 1燐酸液は、 前記基板に供給される前に予 め所定の濃度のシリコンを含有している。 前記第 2燐酸液は、 前記基板が前 記処理槽に浸潰される前に予め所定の濃度のシリコンを含有している。 前記 第 2燐酸液のシリコン濃度は、 前記第 1燐酸液のシリコン濃度よりも低く設 定される。
[0010] ある実施形態では、 前記第 1エッチングエ程において、 前記基板上に滞留 した前記第 1燐酸液または前記基板から流出した前記第 1燐酸液のシリコン 濃度を測定し、 前記第 1燐酸液のシリコン濃度の測定結果に基づき、 前記中 断工程を開始する。
[001 1 ] ある実施形態において、 前記測定結果が、 既定の閾値以下となることに基 づき、 前記中断工程を開始する。
[0012] ある実施形態において、 前記第 1エッチングエ程の開始から前記中断工程 の開始までの時間は、 前記第 1エッチングエ程のエッチング処理条件と前記 第 1エッチングエ程の開始から前記中断工程の開始までの時間とを関係づけ るルックアップテーブルに基づき決定される。
[0013] ある実施形態において、 前記第 2エッチングエ程において前記基板を前記 第 2燐酸液でエッチングする時間は、 前記第 1エッチングエ程において前記 基板を前記第 1燐酸液でエッチングする時間よりも長い。
[0014] ある実施形態において、 前記基板に向けて吐出される前記第 1燐酸液の温 度は、 前記第 2燐酸液の設定温度よりも高い。
[0015] 本発明の別の局面によれば、 基板処理システムは、 シリコン窒化層を含む 複数の積層が間隙を介して相対する三次元積層構造を有する基板を処理する 。 前記基板処理システムは、 枚葉処理装置と、 バッチ処理装置とを備える。 前記枚葉処理装置は、 前記基板を保持する基板保持部と、 前記基板保持部に 保持された基板を回転させながら前記基板の前記複数の積層のエッチングを 行う第 1エッチング処理するための第 1燐酸液を前記基板に供給する燐酸液 供給部とを有する。 前記バッチ処理装置は、 前記シリコン窒化層が残存した \¥02020/174962 4 卩（：171?2020/002539
状態で前記第 1エッチング処理による前記複数の積層のエッチングを中断し た後で、 中断された前記複数の積層のエッチングを再開する第 2エッチング 処理するための第 2燐酸液の貯留された処理槽を有する。
発明の効果
［0016］ 本発明によれば、 燐酸処理のスループッ トの低下を抑制するとともにシリ コン含有物の析出を抑制できる。
図面の簡単な説明
［0017］ ［図 1］本実施形態の基板処理システムの模式図である。
［図 2］本実施形態の基板処理方法を説明するためのフロー図である。
［図 3］ （3） および （ ） は本実施形態の基板処理方法で燐酸処理される前の 基板の模式図であり、 （〇） は本実施形態の基板処理方法で燐酸処理された 後の基板の模式図である。
［図 4］ （a） は本実施形態の基板処理システムにおいて枚葉処理装置で処理さ れる前の基板の模式図であり、 （13） は本実施形態の基板処理システムにお いて枚葉処理装置で処理中の基板の模式図であり、 （〇） は本実施形態の基 板処理システムにおいて枚葉処理装置で処理された後の基板の模式図であり 、 （¢0 は本実施形態の基板処理システムにおいてバッチ処理装置で処理さ れる前の基板の模式図であり （㊀） は本実施形態の基板処理システムにおい てバッチ処理装置で処理された後の基板の模式図である。
［図 5］比較例の基板処理装置で処理された後の基板の模式図である。
［図 6］ （a） はバッチ処理装置の模式図であり、 （匕） はバッチ処理装置によ る基板処理時の基板近傍の燐酸液の流れを示す模式図であり、 （〇） はバッ チ処理装置で処理された基板の模式図であり、 （ ） は枚葉処理装置の模式 図であり （㊀） は枚葉処理装置による基板処理時の基板近傍の燐酸液の流れ を示す模式図であり （チ） は枚葉処理装置で処理された基板の模式図である
［図 7］本実施形態の基板処理システムにおける枚葉処理装置の模式図である。 ［図 8］本実施形態の基板処理方法を説明するためのフロー図である。 \¥02020/174962 5 卩（：171?2020/002539
［図 9］本実施形態の基板処理システムにおける枚葉処理装置の模式図である。 ［図 10］本実施形態の基板処理方法を説明するためのフロー図である。
［図 1 1］本実施形態の基板処理システムの模式図である。
［図 12］本実施形態の基板処理システムの模式図である。
［図 13］本実施形態の基板処理システムの模式図である。
［図 14］本実施形態の基板処理システムのブロック図である。
［図 15］本実施形態の基板処理システムの模式図である。
発明を実施するための形態
［0018］ 以下、 図面を参照して、 本発明による基板処理システムおよび基板処理方 法の実施形態を説明する。 なお、 図中、 同一または相当部分については同一 の参照符号を付して説明を繰り返さない。 なお、 本願明細書では、 発明の理 解を容易にするため、 互いに直交する X軸、 丫軸および 軸を記載すること がある。 典型的には、 X軸および丫軸は水平方向に平行であり、 軸は鉛直 方向に平行である。
［0019］ 図 1 を参照して、 本発明による基板処理システム 1 0 0の実施形態を説明 する。 図 1は、 本実施形態の基板処理システム 1 0 0の模式図である。
［0020］ 基板処理システム 1 0 0は、 基板 を処理する。 基板処理システム 1 0 0 は、 基板 に対して、 エッチング、 表面処理、 特性付与、 処理膜形成、 膜の 少なくとも一部の除去および洗浄のうちの少なくとも 1つを行うように基板 を処理する。
［0021］ 基板 は、 薄い板状である。 典型的には、 基板 は、 薄い略円板状である 。 基板 は、 シリコン窒化層を含む複数の積層が間隙を介して相対する三次 元積層構造を有する。 基板 の構成の詳細は、 図 3を参照して後述する。 ［0022］ 基板処理システム 1 0 0は、 燐酸液で基板 の複数の積層をエッチングす る。 ここでは、 基板処理システム 1 〇〇は、 基板 を燐酸液で 1枚ごとに処 理し、 また、 複数枚の基板 をまとめて燐酸液でエッチングする。
［0023］ 基板処理システム 1 0 0は、 枚葉処理装置 2 0 0と、 バッチ処理装置 3 0
0とを備える。 ここでは、 枚葉処理装置 2 0 0およびバッチ処理装置 3 0 0 \¥02020/174962 6 卩（：171?2020/002539
は互いに近くに配置される。 典型的には、 枚葉処理装置 2 0 0およびバッチ 処理装置 3 0 0は互いに対向する。 例えば、 枚葉処理装置 2 0 0およびバッ チ処理装置 3 0 0は、 連続する外壁に囲まれて配置される。
[0024] 本実施形態の基板処理システム 1 0 0では、 先に枚葉処理装置 2 0 0が基 板 の複数の積層のエッチングを開始して途中で中断し、 その後、 バッチ処 理装置 3 0 0が基板 の複数の積層のエッチングを再開する。
[0025] 枚葉処理装置 2 0 0は、 基板 を 1枚ずつ処理する。 ここでは、 枚葉処理 装置 2 0 0は、 基板 を燐酸液 !_ 1で処理する。 本明細書において、 枚葉処 理装置 2 0 0における基板 の燐酸処理に用いる燐酸液を燐酸液 !_ 1 と記載 し、 燐酸液 !_ 1 を第 1燐酸液と記載することがある。 また、 本明細書におい て、 先に枚葉処理装置 2 0 0において燐酸液 !_ 1 によって行われるエッチン グ処理を第 1エッチング処理または第 1エッチングエ程と記載することがあ る。
[0026] 枚葉処理装置 2 0 0は、 基板 に燐酸液 !_ 1 を供給する。 典型的には、 燐 酸液 !_ 1は高温に加熱された状態で基板 に供給される。 典型的には、 枚葉 処理装置 2 0 0において、 基板 は、 主面の法線が鉛直方向 （ 方向） と平 行になるように配置される。
[0027] 枚葉処理装置 2 0 0は、 チャンバー 2 0 2と、 基板保持部 2 1 0と、 燐酸 液供給部 2 2 0とを含む。 チャンバー 2 0 2は内部空間を有する略箱形状で ある。 チャンバー 2 0 2には、 基板保持部 2 1 0と、 燐酸液供給部 2 2 0と が収容される。
[0028] また、 チャンバー 2 0 2は基板 を収容する。 チャンバー 2 0 2には基板 が 1枚ずつ収容される。 基板 は、 チャンバー 2 0 2内に収容され、 チャ ンバ _ 2 0 2内で処理される。
[0029] 基板保持部 2 1 0は、 基板 を保持する。 また、 基板保持部 2 1 0は、 基 板 を保持した状態で基板 とともに回転する。 例えば、 基板保持部 2 1 0 は、 基板 の端部を挟持する挟持式であってもよい。
[0030] あるいは、 基板保持部 2 1 0は、 基板 を裏面から保持する任意の機構を \¥02020/174962 7 卩（：171?2020/002539
有してもよい。 例えば、 基板保持部 2 1 0は、 バキューム式であってもよい 。 この場合、 基板保持部 2 1 0は、 非デバイス形成面である基板 の裏面 （ 下面） の中央部を上面に吸着させることにより基板 を水平に保持する。 あ るいは、 基板保持部 2 1 0は、 複数のチャックピンを基板 の周端面に接触 させる挟持式とバキューム式とを組み合わせてもよい。
[0031 ] 燐酸液供給部 2 2 0は基板 に燐酸液 !_ 1 を供給する。 燐酸液供給部 2 2
0が基板 に燐酸液 !_ 1 を供給することで、 基板 を燐酸処理できる。 例え ば、 燐酸液供給部 2 2 0は、 基板保持部 2 1 0に保持された基板 を回転さ せた状態で、 基板 に燐酸液 !_ 1 を供給する。
[0032] 燐酸液 !_ 1は、 例えば、 燐酸を主成分とする水溶液である。 燐酸液 !_ 1中 の燐酸濃度は、 5 0 %以上であることが好ましく、 6 5 %以上であることが さらに好ましく、 8 0 %以上であることがさらに好ましい。 ただし、 燐酸液 1_ 1中の燐酸濃度は必要に応じて適宜調整されてもよい。
[0033] バッチ処理装置 3 0 0は、 基板 を処理する。 バッチ処理装置 3 0 0は、 基板 を複数枚まとめて処理する。 例えば、 バッチ処理装置 3 0 0は、 5枚 以上 1 0 0枚以下の基板 をまとめて処理する。 ここでは、 バッチ処理装置 3 0 0は、 基板 を燐酸液 !_ 2で処理する。 本明細書において、 バッチ処理 装置 3 0 0における基板 の燐酸処理に用いる燐酸液を燐酸液 !_ 2と記載し 、 燐酸液 !_ 2を第 2燐酸液と記載することがある。 また、 本明細書において 、 第 1エッチング処理の後にバッチ処理装置 3 0 0において燐酸液 !_ 2によ って行われるエッチング処理を第 2エッチング処理または第 2エッチングエ 程と記載することがある。 なお、 本明細書において、 燐酸液 !_ 1および燐酸 液 !_ 2を包括して燐酸液 !_と記載することがある。
[0034] バッチ処理装置 3 0 0は、 貯留された燐酸液 !_ 2内に基板 を浸漬する。
燐酸液 !_ 2は高温に加熱される。 典型的には、 バッチ処理装置 3 0 0におい て、 基板 は、 主面の法線が鉛直方向に対して垂直方向 （ここでは、 丫方向 ） になるように配置される。
[0035] 燐酸液 !_ 2は、 例えば、 燐酸を主成分とする水溶液である。 燐酸液 !_ 2中 \¥02020/174962 8 卩（：171?2020/002539
の燐酸濃度は、 5 0 %以上であることが好ましく、 6 5 %以上であることが さらに好ましく、 8 0 %以上であることがさらに好ましい。 ただし、 燐酸液 1_ 2中の燐酸濃度は必要に応じて適宜調整されてもよい。
[0036] 燐酸液！-は、 主成分である燐酸に加えて、 硫酸を含有してもよい。 燐酸と 硫酸の濃度バランスを変化させることで、 シリコン窒化層のエッチングレー 卜を高く維持し、 かつ、 シリコン酸化層のエッチングを抑制することが可能 である。 シリコン窒化層のエッチングレートおよび/またはシリコン窒化層 とシリコン酸化層のエッチングレートの比率 （選択比） は、 燐酸液！-の濃度 および/または温度に加えて、 燐酸液！-に含まれるシリコン濃度に応じて変 化する。
[0037] なお、 燐酸液 !_ 2中の燐酸濃度は燐酸液 !_ 1中の燐酸濃度と等しくてもよ い。 また、 燐酸液 !_ 2中の燐酸濃度は燐酸液 !_ 1中の燐酸濃度よりも高くて もよい。 あるいは、 燐酸液 !_ 2中の燐酸濃度は燐酸液 !_ 1中の燐酸濃度より も低くてもよい。
[0038] バッチ処理装置 3 0 0は、 処理槽 3 1 0および積載部 3 2 0を含む。 処理 槽 3 1 0は、 燐酸液を貯留する。 積載部 3 2 0には複数の基板 が積載可能 である。 積載部 3 2 0は、 複数の基板 を積載した状態で処理槽 3 1 0内に 浸潰する。 これにより、 複数の基板 はまとめてバッチ処理される。
[0039] 枚葉処理装置 2 0 0およびバッチ処理装置 3 0 0における燐酸処理により 、 基板 のシリコン窒化層がエッチングされる。 シリコン窒化層のエッチン グレートは、 燐酸液！-の温度に応じて変化する。 燐酸液！-の温度が高いほど 、 シリコン窒化層のエッチングレートは増加する。
[0040] 燐酸液 1- 2の温度は、 燐酸液 !_ 1の温度と等しくてもよい。 この場合、 枚 葉処理の基板 のエッチングレートをバッチ処理における基板 のエッチン グレートとほぼ等しくできる。 例えば、 燐酸液 !_ 1の温度は 1 5 0 °〇~ 1 8 〇°〇に設定され、 燐酸液 !_ 2の温度は 1 5 0 °〇~ 1 8 0 °〇に設定される。
[0041 ] なお、 燐酸液 !_ 1の温度は、 燐酸液供給部 2 2 0と基板 との間において 低下してしまうことがある。 このため、 枚葉処理装置 2 0 0における燐酸処 \¥02020/174962 9 卩（：171?2020/002539
理のエッチングレートをバッチ処理装置 3 0 0における燐酸処理のエッチン グレートと等しくするためには、 枚葉処理装置 2 0 0においてチャンバー2 0 2の外部において燐酸液 !_ 1の温度を調整する場合、 枚葉処理装置 2 0 0 における燐酸液 !_ 1の設定温度は、 バッチ処理装置 3 0 0の処理槽 3 1 0内 の燐酸液 1- 2の温度よりも高くすることが好ましい。 例えば、 燐酸液 1_ 1の 温度は 1 6 5 °〇〜 1 9 5 °〇に設定され、 燐酸液！- 2の温度は 1 5 0 °〇〜 1 8 〇°〇に設定される。 このように、 枚葉処理装置 2 0 0において基板 に向け て吐出される燐酸液 !_ 1の温度を燐酸液 1_ 2の設定温度よりも高くすること により、 燐酸液 !- 1が基板 と接触する際の温度を燐酸液 !_ 2の温度とほぼ 等しくできる。 ただし、 燐酸液 1- 1の温度は、 燐酸液 1_ 2の温度よりも低く てもよい。
[0042] なお、 燐酸液！-で基板 を処理する場合、 基板 にシリコン酸化層がある と、 燐酸液！-により、 シリコン窒化層とともにシリコン酸化層もエッチング されることがある。 また、 燐酸液！-で基板 を処理する場合、 基板 にポリ シリコン膜があると、 燐酸液 1_により、 シリコン窒化層とともにポリシリコ ン膜もエッチングされることがある。
[0043] 典型的には、 燐酸液！-のエッチング選択比 （シリコン窒化層のエッチング 深さ/シリコン酸化層のエッチング深さおよびシリコン窒化層のエッチング 深さ/ポリシリコン膜のエッチング深さ） は、 燐酸液！-の濃度が高いほど反 比例して低下する。 このため、 高いエッチング選択比でシリコン窒化層をエ ッチングする場合には、 燐酸液！-の濃度は比較的低いことが好ましい。 例え ば、 燐酸液！-中の燐酸濃度が濃度 8 5 %以下である場合、 高いエッチング選 択比でシリコン窒化層をエッチングできる。
[0044] また、 燐酸液 1_にシリコンを溶解させて燐酸液！-のシリコン濃度を設定す ることが好ましい。 燐酸液！-のシリコン濃度が高いほど、 シリコン酸化層の エッチングレートを低減できる。 このため、 エッチング選択比を向上させる ためには、 燐酸液 1-のシリコン濃度を高くすることが好ましい。
[0045] —方で、 シリコン窒化層をエッチングすることにより、 反応物として生成 \¥02020/174962 10 卩（：171?2020/002539
したシリコンが燐酸液！-に溶出する。 これにより、 シリコン窒化層のエッチ ング箇所の周囲では局所的に燐酸液！-に含まれるシリコン濃度が増大し、 当 該シリコン濃度が燐酸液！-へのシリコン溶解度を超えた場合、 シリコンが析 出する。
[0046] 枚葉処理では、 枚葉処理装置の構成上、 基板 上のパターン上の処理液が 基板 上で効率よく置換するように処理を行うことが比較的容易である。 こ のため、 基板 上において仮に一時的に燐酸液 1_に含まれるシリコン濃度が 燐酸液 1-のシリコン溶解度を超えたとしても、 析出に至るまでに当該燐酸液 1-を流動させることが比較的容易である。 このため、 枚葉処理においては、 燐酸液!-に含まれるシリコン濃度を高い値に設定したとしても、 基板 上の 燐酸液!-が効率よく流動し置換されるように配慮することによって、 シリコ ン析出を回避または抑制することが可能である。
[0047] ここで、 シリコン濃度が高いほど、 シリコン窒化層を選択的にエッチング できる。 このため、 枚葉処理においては、 燐酸液！-に含まれるシリコン濃度 を比較的高い値に設定することが好ましい。
[0048] —方、 バッチ処理においては、 複数の基板 が処理槽内において相対して 配置されるため、 各基板 の全面にわたり、 基板 上に鉛直な方向に向かう 処理液の流れを生成することは困難である。 このため、 基板 上に形成され たパターンの凹部の深部においては、 処理液の置換性が悪い。 したがって、 基板 上において仮に一時的に燐酸液 1_に含まれるシリコン濃度が燐酸液 1_ のシリコン溶解度を超えたならば、 そのままパターン内部においてシリコン が析出してしまう公算が高い。
[0049] したがって、 シリコン濃度が高いほど、 シリコン窒化層を選択的にエッチ ングできるという実益があるにしても、 バッチ処理において燐酸液 1_に含ま れるシリコン濃度を高い値に設定することは、 シリコン析出のリスクを伴う 。 このため、 燐酸液 1_ 2のシリコン濃度は、 燐酸液 !_ 1のシリコン濃度より も低く設定されることが好ましい。 例えば、 燐酸液 1- 2として基板 が処理 槽 3 1 0に浸潰される前に予め設定された所定のシリコン濃度は、 燐酸液！- \¥0 2020/174962 1 1 卩（：171? 2020 /002539
1 として基板 に供給される前に予め設定された所定のシリコン濃度よりも 低く設定されてもよい。 ただし、 燐酸液 !_ 1のシリコン濃度は、 燐酸液 1_ 2 のシリコン濃度と等しくてもよい。 あるいは、 燐酸液 1_ 1のシリコン濃度は 、 燐酸液 1_ 2のシリコン濃度よりも低くてもよい。
[0050] なお、 図 1 に示すように、 基板処理システム 1 0 0が枚葉処理装置 2 0 0 およびバッチ処理装置 3 0 0を備える場合、 枚葉処理装置 2 0 0は、 複数の 枚葉処理部を備えることが好ましい。 複数の枚葉処理部により、 同時間帯に 異なる基板 を枚葉処理できる。
[0051 ] 図 1 に示した基板処理システム 1 0 0では、 枚葉処理装置 2 0 0は、 枚葉 処理部 2 0 0 と、 枚葉処理部 2 0 0巳と、 枚葉処理部 2 0 0 (3と、 枚葉処 理部 2 0 0 0とを含む。 枚葉処理部
Figure imgf000013_0001
のそれぞれは、 基板 を 1枚ずつ処理できる。 このため、 基板処理システム 1 0 0において、 枚 葉処理装置 2 0 0は、 同時間帯に 4枚の基板 を処理できる。 枚葉処理部 2 0 0八〜2 0 0 0のそれぞれは、 チャンバー 2 0 2と、 基板保持部 2 1 0と 、 燐酸液供給部 2 2 0とを含む。
[0052] 本実施形態の基板処理システム 1 0 0によれば、 燐酸処理のスループッ ト の低下を抑制するとともにシリコン含有物の析出を抑制できる。 枚葉処理の みによって基板 を燐酸処理する場合、 基板 を処理するスループッ トが低 いものの燐酸液中のシリコン濃度は高くなりにくい。 一方、 バッチ処理のみ によって基板 を燐酸処理する場合、 スループッ トは高いものの燐酸液のシ リコン濃度が局所的に高くなり、 基板 にシリコン含有物が析出することが ある。 特に、 選択比向上のために燐酸液!-のシリコン濃度を高く設定してお くと、 シリコン濃度が局所的に高くなりやすく、 シリコン含有物が析出しや すい。
[0053] 例えば、 燐酸処理期間中の燐酸液の温度および成分が一定である場合、 燐 酸処理期間中のうちの初期では、 シリコン窒化層の溶解量が多く、 中期以降 には、 シリコン窒化層の溶解量は少なくなる。 このため、 本実施形態の基板 処理システム 1 0 0では、 燐酸処理期間のうちの初期には、 基板 を枚葉処 \¥02020/174962 12 卩（：171?2020/002539
理することでシリコン含有物の析出を抑制し、 一旦エッチングを中断した後 、 基板 をバッチ処理することで燐酸処理のスループッ トが向上する。
[0054] ここで、 図 1および図 2を参照して、 本実施形態の基板処理方法を説明す る。 図 2は、 本実施形態の基板処理システム 1 0 0による基板処理方法を示 すフロー図である。 本実施形態の基板処理方法では、 基板 を燐酸液 !_で処 理する。
[0055] ステップ 3 1 において、 基板 を燐酸液 !_ 1で枚葉処理する。 枚葉処理装 置 2 0 0は、 基板 を燐酸液 !_ 1で処理する。 枚葉処理装置 2 0 0では、 基 板保持部 2 1 0が基板 を保持しながら回転し、 燐酸液供給部 2 2 0が基板 に燐酸液 !_ 1 を供給する。 枚葉処理は、 基板 のシリコン窒化層における 所定のエッチング量のうちの一部分エッチングされるまで続けられる。 その 後、 エッチングを一旦中断し、 基板 は、 枚葉処理装置 2 0 0の基板保持部 2 1 0から取り出され、 バッチ処理装置 3 0 0に移動される。
[0056] ステップ 3 2において、 基板 を燐酸液 !_ 2でバッチ処理する。 バッチ処 理装置 3 0 0は、 基板 を燐酸液 !_ 2で処理する。 バッチ処理装置 3 0 0で は、 基板 は処理槽 3 1 0に浸潰される。 バッチ処理は、 基板 のシリコン 窒化層における所定のエッチング量のエッチングが完了するまで続けられる
[0057] なお、 バッチ処理装置 3 0 0において基板 を燐酸液 !_ 2で処理する処理 時間は、 枚葉処理装置 2 0 0において基板 を燐酸液 !_ 1で処理する時間よ りも長いことが好ましい。 また、 バッチ処理装置 3 0 0においてエッチング される基板 のシリコン窒化層の厚さは、 枚葉処理装置 2 0 0においてエッ チングされる基板 のシリコン窒化層の厚さよりも大きいことが好ましい。
[0058] また、 ステップ 3 1の燐酸液 !_ 1 による枚葉処理とステップ 3 2の燐酸液
!_ 2によるバッチ処理との間には、 基板 は、 他の薬液で処理されないこと が好ましい。 これにより、 シリコン窒化層のエッチング処理として、 燐酸液 !_ 1 によるエッチング処理の後に、 燐酸液 !_ 2によるエッチング処理を再開 できる。 なお、 エッチングを中断する場合、 基板 には、 ステップ 3 1の燐 \¥02020/174962 13 卩（：171?2020/002539
酸液 !- 1 による枚葉処理とステップ 3 2の燐酸液 !_ 2によるバッチ処理との 間において、 リンス液によるリンス処理、 および/または、 乾燥処理が行わ れてもよい。
[0059] 以上のように、 基板 は燐酸処理される。 燐酸処理により、 基板 のシリ コン窒化層はエッチングされる。 典型的には、 基板 のシリコン窒化層およ びシリコン酸化層のうちシリコン窒化層が選択的にエッチングされる。
[0060] 本実施形態の基板処理システム 1 0 0は、 微細な積層構造を有する基板 からシリコン窒化層をエッチングする際に好適に用いられる。 例えば、 基板 は、 八 〇構造のメモリに用いられる。 一例として、 基板 は、 三次元 構造 八 0メモリに好適に用いられる。
[0061 ] 次に、 図 1〜図 3を参照して、 本実施形態の基板処理方法を概略的に説明 する。 図 3 ( a ) および図 3 (匕) は、 本実施形態の基板処理方法によって 処理される前の基板 の模式図である。 図 3 ( 3 ) は、 基板 を X 断面に 沿って切断した模式的な拡大断面図であり、 図 3 (匕) は、 図 3 ( a ) の基 板 を 丨 丨 丨
Figure imgf000015_0001
丨 丨 丨 巳線に切断した模式的な拡大断面図である。
[0062] 図 3 ( 3 ) および図 3 ( b ) に示すように、 基板 は、 基材3と、 積層構 造 IV!とを有する。 積層構造 IV!は、 シリコン窒化層を含む複数の積層が間隙口 を介して相対する三次元積層構造である。 ここでは、 基板 は、 X V平面に 広がるように配置されている。 基材3は、 乂丫平面に広がる薄膜である。 積 層構造 IV!は、 基材 3の上面に配置される。 積層構造 IV!は、 基材 3の上面から 方向に延びる。 積層構造 IV!には間隙 0が形成されている。 ここでは、 間隙 口は、 基材3にまで達しており、 基材 3の一部が露出している。
[0063] 積層構造 IV!は、 複数のシリコン酸化層 IV! 3と、 複数のシリコン窒化層巳 3 とを有する。 シリコン酸化層 IV! 3とシリコン窒化層巳 3とは交互に積層され ている。 複数のシリコン酸化層 IV! 3およびシリコン窒化層巳 3のそれぞれは 、 基材3の上面と平行に延びる。
[0064] 積層構造 IV!にはピラ _ 1\/1匕が埋め込まれている。
Figure imgf000015_0002
燐酸液 1_ によってエッチングされない材料によって形成される。 例えば、 ピラー IV!匕 \¥02020/174962 14 卩（：171?2020/002539
は、 シリコン酸化層または金属膜から形成される。
[0065] 基板 は、 基板処理システム 1 0 0で燐酸処理される。 燐酸処理により、 基板 のシリコン窒化層巳 3がエッチングされる。
[0066] 図 3 (〇) は、 本実施形態の基板処理方法によって処理された後の基板 を X 断面に沿って切断した模式的な拡大断面図である。 図 3 (〇) に示す ように、 燐酸処理により、 積層構造 IV!からシリコン窒化層巳 3が除去されて おり、 積層構造 IV!には、 燐酸液！-によってエッチングされなかったシリコン 酸化層 IV! 3およびピラ _ IV!匕が残っている。 隣接する 2つのシリコン酸化層 IV! 3の間には複数のピラ _ IV!匕が設けられている。 隣接する 2つのシリコン 酸化層 IV! 3はピラ _ 1\/1匕によって支持される。 以上のようにして、 燐酸処理 により、 基板 からシリコン窒化層巳 3をエッチングする。
[0067] 次に、 図 1〜図 4を参照して本実施形態の基板処理システム 1 0 0による 基板 の燐酸処理を説明する。 図 4 ( a ) 〜図 4 ( 6 ) は、 基板 の基材 3 の上面に対して垂直に切断した模式的な拡大断面図である。
[0068] 図 4 ( a ) に示すように、 基板 は、 基材3と、 積層構造 IV!とを有し、 積 層構造 IV!は、 複数のシリコン酸化層 IV! 3と、 複数のシリコン窒化層巳 3と、
Figure imgf000016_0001
とを有する。 基板 は、 枚葉処理装置 2 0 0に装着される。 枚葉 処理装置 2 0 0において、 基板 は、 基材3の上面の法線方向が 方向に平 行になるように配置される。
[0069] 図 4 ( b ) に示すように、 基板 を燐酸処理すると、 シリコン窒化層巳 3 の一部が除去される。
[0070] 図 4 (〇) に示すように、 基板 の燐酸処理を続けると、 シリコン窒化層 巳 3のさらなる一部が除去される。 その後、 基板 は、 枚葉処理装置 2 0 0 から搬出され、 バッチ処理装置 3 0 0に搬入される。
[0071 ] 図 4 ( ) に示すように、 バッチ処理装置 3 0 0において、 基板 は、 基 材 3の上面の法線方向が X方向に平行になるように基板 は配置される。 基 板 は、 バッチ処理装置 3 0 0において燐酸処理されると、 シリコン窒化層 巳 3のさらなる一部が除去される。 \¥02020/174962 15 卩（：171?2020/002539
[0072] 図 4 ( 6 ) に示すように、 基板 がバッチ処理装置 3 0 0でさらに燐酸処 理されると、 基板 から所定量のシリコン窒化層巳 3がエッチングされる。
[0073] 以上のようにして、 本実施形態の基板処理方法では、 基板 を燐酸処理し て基板 からシリコン窒化層日 3を除去できる。 本実施形態の基板処理方法 では、 燐酸液とシリコン窒化層巳 3との界面の面積が比較的広い場合、 基板 を枚葉処理する。 この場合、 基板 を処理する燐酸液内のシリコン濃度が 飽和濃度を超えることを抑制でき、 燐酸液からのシリコン含有物の析出を抑 制できる。 反対に、 燐酸液とシリコン窒化層巳 3との界面の面積が比較的狭 い場合、 燐酸液で基板 をバッチ処理する。 この場合も、 基板 を処理する 燐酸液内のシリコン濃度は飽和濃度を超えないため、 燐酸処理のスループッ 卜を向上できる。 これにより、 基板処理時間の短縮を図るとともに基板処理 の不具合を抑制できる。
[0074] 一方、 基板 のシリコン窒化層を枚葉処理のみでエッチングする場合、 不 具合は生じにくいが、 基板処理のスループッ トが低下することになる。 また 、 基板 のシリコン窒化層をバッチ処理のみでエッチングする場合、 基板処 理のスループッ トを高くできるが、 燐酸液に比較的多くのシリコン窒化層が 溶解するため、 燐酸液のシリコン濃度が局所的に増大することがある。 特に 、 基板 の間隙 0の径が小さい場合、 間隙口内の燐酸液は循環しにくいため 、 燐酸液中のシリコン濃度が高くなりやすい。 この場合、 燐酸液のシリコン 濃度が飽和濃度を超えると、 _度溶解した溶解物が燐酸液から析出してしま うことがある。
[0075] 図 5は、 燐酸液から溶解物 が析出した基板 の模式図である。 図 5では 、 燐酸液に一度溶解した溶解物 が積層構造 1\/1に析出している。 例えば、 基 材3の近傍のシリコン窒化層が燐酸液に溶解した後、 燐酸液が基材3の表面 から積層構造の間隙口を通過する途中で燐酸液のシリコン濃度が上昇して飽 和濃度を超えると、 燐酸液から溶解物 が積層構造 IV!に析出してしまうこと がある。
[0076] これに対して、 本実施形態の基板処理システム 1 0 0では、 燐酸液と接す \¥02020/174962 16 卩（：171?2020/002539
るシリコン窒化層の面積が比較的広い場合、 枚葉処理装置 2 0 0で燐酸処理 することにより、 燐酸液中のシリコン濃度が増大することを抑制でき、 溶解 物の析出を抑制できる。 一方、 燐酸液に接するシリコン窒化層の面積が比較 的狭い場合、 バッチ処理装置 3 0 0で処理することにより、 燐酸液でシリコ ン窒化層を素早くエッチングでき、 燐酸処理のスループッ トを向上できる。
[0077] 次に、 図 6を参照して、 バッチ処理装置による燐酸処理の結果および枚葉 処理装置による燐酸処理の結果を対比して説明する。 図 6 （3） は、 バッチ 処理装置 7 0 0の模式図であり、 図 6 （匕） は、 バッチ処理装置 7 0 0によ る基板処理時の基板 に対する燐酸液の流れ 1 を示す模式図であり、 図 6 （〇） は、 バッチ処理装置 7 0 0で処理された基板 の模式図である。 ここ では、 バッチ処理装置 7 0 0は、 シリコンを高濃度に溶解させた燐酸液を用 いて基板 を処理している。
[0078] 図 6 （a） に示すように、 バッチ処理装置 7 0 0は、 処理槽 7 1 0と、 循 環経路 7 2 0と、 ポンプ 7 3 0と、 フィルタ 7 4 0とを有する。 処理槽 7 1 0内には、 シリコンを高濃度に溶解させた燐酸液が貯留している。 循環経路 7 2 0は、 処理槽 7 1 0の一部と処理槽 7 1 0の別の一部とを処理槽 7 1 0 の外部で連絡する。 ポンプ 7 3 0およびフィルタ 7 4 0は、 循環経路 7 2 0 に設けられる。 ポンプ 7 3 0により、 処理槽 7 1 0内の燐酸液は循環経路 7 2 0を介して循環する。 フィルタ 7 4 0は、 循環経路 7 2 0内の粒子を除去 する。 例えば、 フィルタ 7 4 0により、 燐酸液内のシリコン含有物が除去さ れる。
[0079] 図 6 （匕） に示すように、 バッチ処理を行う場合、 基板 の間隙 0におい て燐酸液は、 流れ 1 にしたがって流れる。 例えば、 バッチ処理装置 7 0 0 において、 処理槽 7 1 0の燐酸液にアップフローを形成すると、 燐酸液は矢 印リの方向に流れる。 このため、 基板 の間隙 0内の燐酸液は、 流れ 1 に したがって流れる。 しかしながら、 アップフローの流れはそれほど強くない ため、 間隙口内の燐酸液はある程度残ってしまい、 燐酸液中のシリコン濃度 が増大してしまう。 \¥02020/174962 17 卩（：171?2020/002539
[0080] このため、 図 6 (〇) に示すように、 バッチ処理された基板 を顕微鏡で 観察すると、 基板 には多数のシリコン含有物が確認される。
[0081 ] 図 6 ( ¢0 は、 枚葉処理装置 8 0 0の模式図であり、 図 6 ( 6 ) は、 枚葉 処理装置 8 0 0による基板処理時の基板 に対する燐酸液の流れ 2を示す 模式図であり、 図 6 (チ) は、 枚葉処理装置 8 0 0で処理された基板 の模 式図である。 ここでは、 枚葉処理装置 8 0 0は、 シリコンを高濃度に溶解さ せた燐酸液を用いて基板 を処理している。
[0082] 図 6 ( ¢0 に示すように、 枚葉処理装置 8 0 0は、 燐酸液供給部 8 2 0を 有する。 枚葉処理装置 8 0 0では、 燐酸液供給部 8 2 0が、 高速に回転する 基板 に対して燐酸液を供給する。 基板 に供給された燐酸液により、 基板 に対する燐酸処理が行われる。 基板 は回転しているため、 基板 に供給 された燐酸液は遠心力により基板 の上面を外部に向かって流れる。
[0083] 図 6 ( 6 ) に示すように、 燐酸処理を行う場合、 基板 の間隙 0において 燐酸液は流れ 2にしたがって流れる。 例えば、 枚葉処理装置 8 0 0におい て、 基板 を回転させながら燐酸液を供給すると、 燐酸液は矢印 の方向に 流れる。 このため、 基板 の間隙 0内の燐酸液は、 流れ 2にしたがって流 れる。 枚葉処理において、 基板 は高速回転されるため、 間隙口内の燐酸液 は速やかに置換され、 燐酸液中のシリコン濃度の増大は抑制される。
[0084] このため、 図 6 (チ) に示すように、 枚葉処理された基板 を顕微鏡で観 察すると、 基板 で観察されるシリコン含有物は微量である。
[0085] 図 6 (匕) と図 6 ( ø ) との比較から理解されるように、 バッチ処理では 燐酸液の流れが比較的緩やかであるのに対して、 枚葉処理では燐酸液の流れ が比較的速い。 たとえ、 バッチ処理で燐酸液にアップフローを形成しても、 枚葉処理における回転による燐酸液の流れには及ばない。 したがって、 枚葉 処理では、 シリコンの溶解した燐酸液が速やかに間隙口から外部に流れ、 枚 葉処理における燐酸液のシリコン濃度は比較的低い。 一方、 バッチ処理では 、 シリコンの溶解した燐酸液が間隙口内に滞在しやすいため、 バッチ処理に おける燐酸液のシリコン濃度は比較的高くなる。 \¥0 2020/174962 18 卩（：171? 2020 /002539
[0086] このため、 図 6 （〇） と図 6 （干） との比較から理解されるように、 バッ チ処理では基板 上に堆積するシリコン含有物の量が多くなるに対して、 枚 葉処理では基板 上に堆積するシリコン含有物の量を少なくできる。
[0087] 以上のように、 枚葉処理では、 燐酸液の流れが比較的速いため、 基板 の 間隙口内の燐酸液 1_は置換されやすい。 このため、 仮に、 間隙口内の燐酸液 1_内のシリコン濃度が局所的に高くなっても燐酸液！-は基板 の間隙 0から 外に流れるため、 シリコン含有物が基板 に析出しにくい。 一方、 バッチ処 理では、 燐酸液の流れが比較的緩いため、 基板 の間隙 0内の燐酸液が置換 しにくい。 このため、 間隙口内の燐酸液 1_内のシリコン濃度が局所的に高く なると、 燐酸液！-は基板 の間隙 0から外に流れにくいため、 シリコン含有 物が基板 に析出するおそれがある。
[0088] なお、 基板処理システム 1 0 0において、 枚葉処理装置 2 0 0およびバッ チ処理装置 3 0 0が基板 を燐酸処理する場合、 枚葉処理装置 2 0 0による 単位時間あたりの基板処理枚数は、 バッチ処理装置 3 0 0による単位時間あ たりの基板処理枚数とほぼ等しいことが好ましい。 この場合、 バッチ処理装 置 3 0 0は、 枚葉処理装置 2 0 0において処理された基板 を順次処理でき るため、 枚葉処理装置 2 0 0およびバッチ処理装置 3 0 0のいずれもの空き 時間を減らすことができる。 なお、 本明細書において、 単位時間あたりの基 板処理枚数を 「処理能力」 と記載することがある。
[0089] 例えば、 基板処理システム 1 0 0において 1つのバッチ処理装置 3 0 0に 対して枚葉処理装置 2 0 0の枚葉処理部が 4個あり、 バッチ処理装置 3 0 0 が一度に 1 6枚の基板 を処理する場合、 枚葉処理時間はバッチ処理時間の 1 / 4倍であることが好ましい。 例えば、 1 0分の枚葉処理時間に対してバ ッチ処理時間は 4 0分であることが好ましい。
[0090] この場合、 基板処理システム 1 0 0において、 4個の枚葉処理部のそれぞ れが 1 0分で処理するため、 枚葉処理装置 2 0 0の処理能力は 2 4 1~1 （ = 4 X 6 0 / 1 0） である。 また、 バッチ処理装置 3 0 0は 4 0分で 1 6枚 の基板を処理する場合、 バッチ処理装置 3 0 0の処理能力は 2 4 \^/ ! ! （= \¥02020/174962 19 卩（：171?2020/002539
1 6 X 6 0 / 4 0） である。 したがって、 枚葉処理装置 2 0 0およびバッチ 処理装置 3 0 0が連続的に枚葉処理およびバッチ処理を繰り返すことにより 、 両者の空き時間を低減できる。
[0091 ] なお、 基板処理システム 1 0 0において、 枚葉処理時間、 枚葉処理部の数 およびバッチ処理装置 3 0 0による基板 の積載数に応じて、 バッチ処理装 置 3 0 0の処理能力が枚葉処理装置 2 0 0の処理能力とほぼ等しくなるよう に設定することが好ましい。
[0092] 例えば、 シリコン窒化層を所定量エッチングするのに必要な時間が 1時間 であり、 このうちシリコン含有物の析出のおそれがある時間が 1 5分である 場合、 枚葉処理時間は 1 5分であり、 バッチ処理時間は 4 5分と設定する。 この場合、 バッチ処理装置 3 0 0に積載可能な基板 の数を 3 0枚とすると 、 枚葉処理装置 2 0 0が 1 0個の枚葉処理部を有すれば、 バッチ処理装置 3 0 0の処理能力を枚葉処理装置 2 0 0の処理能力とほぼ等しくなる。 このと き、 枚葉処理装置 2 0 0の処理能力は 4 0 ？ 1~1であり、 バッチ処理装置 3 0 0の処理能力は 4〇 1~1であり、 基板処理システム 1 0 0全体の処理能 力は 4〇 1~1である。
[0093] なお、 シリコン窒化層のエッチングに必要な時間が 1時間である場合、 バ ッチ処理装置のみで燐酸処理を行うと、 バッチ処理装置に積載可能な基板 の数が 3 0枚であることから、 処理能力は 3〇 1~1である。 一方、 1 0個 の枚葉処理部を有する枚葉処理装置のみで燐酸処理を行うと、 処理能力は 1 である。 これに対して、 本実施形態の基板処理システム 1 0 0では 、 枚葉処理時間、 バッチ処理時間および枚葉処理装置 2 0 0の枚葉処理部の 数を適宜調整することにより、 バッチ処理装置単独でバッチ処理を行った場 合と同等の処理能力を実現できる。
[0094] なお、 処理能力についての上記説明では、 説明が過度に複雑になることを 避けるために、 枚葉処理時間を燐酸処理時間と等しく し、 バッチ処理時間を 燐酸処理時間と等しく したが、 実際には、 枚葉処理装置 2 0 0が燐酸処理し か行わない場合でも、 枚葉処理時間は燐酸処理時間より長くなることがある \¥02020/174962 20 卩（：171?2020/002539
。 また、 バッチ処理装置 3 0 0が燐酸処理しか行わない場合でも、 バッチ処 理時間は燐酸処理時間より長くなることがある。 特に、 枚葉処理装置 2 0 0 は、 耐熱性の観点から高温の燐酸液 !- 1 を長時間供給し続けられず、 燐酸液 !_ 1の供給を間欠的に行うことがある。 この場合、 枚葉処理時間は燐酸処理 時間より長くなる。 また、 バッチ処理装置 3 0 0でも、 燐酸処理の準備 ·後 処理のためにバッチ処理時間は燐酸処理時間より長くなる。 したがって、 枚 葉処理装置およびバッチ処理時間は、 枚葉処理装置 2 0 0およびバッチ処理 装置 3 0 0の燐酸処理時間に基づいて設定されることが好ましい。
[0095] なお、 図 1 を参照して上述した説明では、 枚葉処理装置 2 0 0は、 基板 に燐酸液 !_ 1 を供給したが、 枚葉処理装置 2 0 0は、 別の液体を基板 に供 給してもよい。
[0096] 次に、 図 7を参照して、 本実施形態の基板処理システム 1 0 0における枚 葉処理装置 2 0 0を説明する。 図 7は、 枚葉処理装置 2 0 0の模式図である 。 なお、 図 7に示した枚葉処理装置 2 0 0は、 基板保持部 2 1 0および燐酸 液供給部 2 2 0の構成、 および、 リンス液供給部 2 3 0およびカップ 2 7 0 をさらに備えることを除いて、 図 1 を参照して上述した基板処理システム 1 0 0における枚葉処理装置 2 0 0と同様の構成を有している。 このため、 冗 長を避ける目的で重複する記載を省略する。
[0097] 枚葉処理装置 2 0 0は、 チャンバー 2 0 2、 基板保持部 2 1 0および燐酸 液供給部 2 2 0に加えて、 リンス液供給部 2 3 0をさらに備える。 チャンバ _ 2 0 2には、 基板保持部 2 1 0と、 燐酸液供給部 2 2 0と、 リンス液供給 部 2 3 0とが収容される。
[0098] 燐酸液供給部 2 2 0は基板 に燐酸液 !_ 1 を供給する。 基板 に燐酸液 !_
1 を供給することで、 基板 は燐酸処理される。
[0099] リンス液供給部 2 3 0は基板 にリンス液 !_ 「を供給する。 基板 にリン ス液！- 「を供給することで、 基板 はリンス処理される。 リンス液し 「は、 例えば、 純水 （脱イオン水：
Figure imgf000022_0001
\ZV a t e r） である。 な お、 リンス液！- 「は、 純水に限らず、 炭酸水、 電解イオン水、 水素水、 オゾ \¥0 2020/174962 21 卩（：171? 2020 /002539
ン水、 I 八 （イソプロピルアルコール） 、 および希釈濃度 （例えば、 1 0 〜 1 0 0 〇1程度） の塩酸水のいずれかであってもよい。
[0100] また、 図 7に示すように、 枚葉処理装置 2 0 0は、 カップ 2 7 0をさらに 備えることが好ましい。 カップ 2 7 0により、 基板 に供給された燐酸液 !_ 1およびリンス液！- 「の少なくともいずれかを回収できる。
[0101 ] 上述したように、 基板保持部 2 1 0は、 バキューム式であってもよい。 基 板保持部 2 1 0は、 スピンべース 2 1 1 と、 複数のチャックピン 2 1 2と、 回転軸 2 1 3と、 スピンモータ 2 1 4とを含む。 ここでは、 スピンべース 2 1 1は円板状である。 スピンべース 2 1 1は水平な姿勢で保持される。 複数 のチャックピン 2 1 2のそれぞれは、 スピンべース 2 1 1の上方で基板 を 水平な姿勢で保持する。 回転軸 2 1 3は、 スピンべース 2 1 1の中央部から 下方に延びる。 スピンモータ 2 1 4は、 回転軸 2 1 3を回転方向 0 「に回転 させることにより、 回転軸線八 X 1 を中心に基板 およびスピンべース 2 1 1 を回転させる。
[0102] 図 7に示すように、 燐酸液供給部 2 2 0は、 燐酸液ノズル 2 2 1 と、 燐酸 液配管 2 2 2と、 燐酸液バルブ 2 2 3と、 燐酸液温度調節装置 2 2 4とを含 む。 燐酸液ノズル 2 2 1は、 基板保持部 2 1 0に保持されている基板 に向 けて燐酸液 !_ 1 を吐出する。 燐酸液配管 2 2 2は、 燐酸液ノズル 2 2 1 に燐 酸液 !_ 1 を供給する。 燐酸液バルブ 2 2 3は、 燐酸液配管 2 2 2から燐酸液 ノズル 2 2 1への燐酸液 !_ 1の供給および供給停止を切り替える。 燐酸液温 度調節装置 2 2 4は、 燐酸液ノズル 2 2 1 に供給される燐酸液 !_ 1の温度を 室温よりも高い温度まで上昇させる。
[0103] 燐酸液バルブ 2 2 3が開くと、 燐酸液温度調節装置 2 2 4によって温度調 節された燐酸液 !_ 1が、 燐酸液配管 2 2 2から燐酸液ノズル 2 2 1 に供給さ れ、 燐酸液ノズル 2 2 1から吐出される。 燐酸液温度調節装置 2 2 4は、 例 えば、 燐酸液 !_ 1の温度を 8 0〜 2 1 5 °〇の範囲内の一定温度に維持する。 燐酸液温度調節装置 2 2 4によって調節される燐酸液 !_ 1の温度は、 その濃 度における沸点であってもよいし、 沸点未満の温度であってもよい。 例えば \¥0 2020/174962 22 卩（：17 2020 /002539
、 燐酸液は、 燐酸を主成分とする水溶液である。 燐酸液 !- 1中の燐酸の濃度 は、 例えば、 5 0 %〜 1 0 0 %の範囲であり、 好ましくは 8 0 %前後である
[0104] 燐酸液供給部 2 2 0は、 ノズルアーム 2 2 5と、 燐酸液ノズル移動部 2 2
6とを含む。 燐酸液ノズル 2 2 1はノズルアーム 2 2 5の先端部に取り付け られる。 燐酸液ノズル移動部 2 2 6は、 基板保持部 2 1 0の周囲で鉛直方向 に延びる回動軸線 X 2を中心にノズルアーム 2 2 5を回動させると共に回 動軸線 X 2に沿って鉛直方向にノズルアーム 2 2 5を移動させる。 これに より、 燐酸液ノズル移動部 2 2 6は、 燐酸液ノズル 2 2 1 を水平方向および /または鉛直方向に移動させる。 また、 燐酸液ノズル移動部 2 2 6は、 燐酸 液ノズル 2 2 1から吐出された燐酸液 !_ 1が基板 の上面に供給される処理 位置と、 燐酸液ノズル 2 2 1が平面視で基板 の周囲に退避した退避位置と の間で、 燐酸液ノズル 2 2 1 を水平方向に移動させる。
[0105] リンス液供給部 2 3 0は、 リンス液ノズル 2 3 1 と、 リンス液配管 2 3 2 と、 リンス液バルブ 2 3 3とを含む。 リンス液ノズル 2 3 1は、 基板保持部 2 1 0に保持されている基板 に向けてリンス液 !_ 「を吐出する。 リンス液 ノズル 2 3 1は、 リンス液ノズル 2 3 1の吐出口が静止された状態でリンス 液 !_ 「を吐出する固定ノズルである。 リンス液配管 2 3 2は、 リンス液ノズ ル 2 3 1 にリンス液！- 「を供給する。 リンス液バルブ 2 3 3は、 リンス液配 管 2 3 2からリンス液ノズル 2 3 1へのリンス液 !_ 「の供給および供給停止 を切り替える。
[0106] リンス液バルブ 2 3 3が開くと、 リンス液配管 2 3 2からリンス液ノズル
2 3 1 に供給されたリンス液！- が、 リンス液ノズル 2 3 1から基板 の上 面中央部に向けて吐出される。 なお、 リンス液供給部 2 3 0は、 リンス液ノ ズル移動部を備えていてもよい。 リンス液ノズル移動部が、 リンス液ノズル 2 3 1 を移動させることにより、 基板 の上面に対するリンス液！- 「の吐出 位置を移動させることができる。
[0107] 図 7に示すように、 カップ 2 7 0は、 基板保持部 2 1 0に保持されている \¥02020/174962 23 卩（：171?2020/002539
基板 よりも外方 （回転軸線 乂 1から離れる方向） に配置される。 カップ 2 7 0は略筒形状を有する。 カップ 2 7 0は、 スピンべース 2 1 1 を取り囲 んでいる。 カップ 2 7 0は、 基板 から排出された処理液を受け止める。
[0108] 基板保持部 2 1 0が基板 を回転させている状態で、 処理液が基板 に供 給されると、 基板 に供給された処理液が基板 の周囲に振り切られる。 処 理液が基板 に供給されるとき、 上向きに開いたカップ 2 7 0は、 スピンべ —ス 2 1 1 よりも上方に配置される。 したがって、 基板 の周囲に排出され た燐酸液 !_ 1、 薬液やリンス液などの処理液は、 カップ 2 7 0によって受け 止められる。 そして、 カップ 2 7 0に受け止められた処理液 （廃液） は、 図 示しない回収装置または廃液装置に送られる。
[0109] 図 7を参照して説明したように、 枚葉処理装置 2 0 0は、 基板 にリンス 液 !- 「を供給できる。 なお、 図 1および図 2を参照して上述した説明では、 基板 を燐酸液 !_ 1で枚葉処理した後、 連続して基板 を燐酸液 !_ 2でバッ チ処理したが、 本実施形態はこれに限定されない。 基板 は、 燐酸液 !_ 1 に よる枚葉処理と燐酸液 !_ 2によるバッチ処理との間にリンス処理を行っても よい。
[01 10] ここで、 図 1、 図 7および図 8を参照して本実施形態の基板処理方法を説 明する。 図 8は、 本実施形態の基板処理方法を説明するためのフロー図であ る。 本実施形態の基板処理方法では、 ステップ 3 1 において枚葉処理を行い 、 その後、 ステップ 3 2においてバッチ処理を行う。
[01 1 1 ] ステップ 3 1 3において、 枚葉処理装置 2 0 0に基板 を搬入する。 基板 は、 基板保持部 2 1 0に保持される。
[01 12] ステップ 3 1 匕において、 基板 を燐酸処理する。 基板保持部 2 1 0が基 板 を保持した状態で基板 を回転させながら、 燐酸液供給部 2 2 0は基板 に燐酸液 !_ 1 を供給する。
[01 13] ステップ 3 1 〇において、 基板 をリンス処理する。 基板保持部 2 1 0が 基板 を回転させた状態で、 リンス液供給部 2 3 0は基板 にリンス液 !_ 「 を供給する。 \¥02020/174962 24 卩（：171?2020/002539
[01 14] ステップ 3 1 〇1において、 基板 を乾燥する。 燐酸液供給部 2 2 0および リンス液供給部 2 3 0が燐酸液 !_ 1およびリンス液 !_ 「を供給することなく 基板保持部 2 1 0は基板 を保持したまま基板 を回転させる。 基板 の回 転により、 基板 は乾燥する。
[01 15] ステップ 3 2 3において、 バッチ処理装置 3 0 0に基板 を搬入する。 例 えば、 基板 は、 枚葉処理装置 2 0 0から搬出され、 バッチ処理装置 3 0 0 に搬入される。 バッチ処理装置 3 0 0において、 基板 は積載部 3 2 0に積 載される。 積載部 3 2 0は、 複数の基板 を積載する。
[01 16] ステップ 3 2匕において、 基板 を処理槽 3 1 0内に浸潰させる。 処理槽
3 1 0には燐酸液 !_ 2が貯留されており、 基板 は燐酸液 !_ 2で処理される 。 以上のようにして、 本実施形態の基板処理方法が行われる。
[01 17] なお、 図 7を参照して上述した枚葉処理装置 2 0 0は、 基板 に燐酸液お よびリンス液を供給可能であったが、 本実施形態はこれに限定されない。 枚 葉処理装置 2 0 0は、 基板 にさらに別の液を供給可能であってもよい。
[01 18] ここで、 図 9を参照して、 本実施形態の基板処理システム 1 0 0における 枚葉処理装置 2 0 0を説明する。 図 9は、 枚葉処理装置 2 0 0の模式図であ る。 なお、 図 9に示した枚葉処理装置 2 0 0は、 薬液供給部 2 4 0およびエ ッチング液供給部 2 5 0をさらに備えることを除いて、 図 7を参照して上述 した枚葉処理装置 2 0 0と同様の構成を有している。 このため、 冗長を避け る目的で重複する記載を省略する。
[01 19] 枚葉処理装置 2 0 0は、 チャンバー 2 0 2と、 基板保持部 2 1 0と、 燐酸 液供給部 2 2 0と、 リンス液供給部 2 3 0に加えて、 薬液供給部 2 4 0およ びエッチング液供給部 2 5 0をさらに備える。 薬液供給部 2 4 0およびエッ チング液供給部 2 5 0は、 チャンバー 2 0 2に収容される。
[0120] 薬液供給部 2 4 0は基板 に薬液 !_〇を供給する。 基板 に薬液 !_〇を供 給することで、 基板 は薬液処理される。 薬液 !_〇はアンモニアを含有する 。 例えば、 薬液 !_〇は、 アンモニア過酸化水素水混合液 ( N H 4〇Hと！· 12〇2と を含む混合液： 3 (3 1 ) を含む。 あるいは、 薬液！-〇は水酸化アンモニウム \¥02020/174962 25 卩（：171?2020/002539
（N H 4〇H） を含む液であってもよい。
[0121 ] アンモニアを含有する薬液 !_〇により基板 はエッチングされる。 特に、 薬液 !_〇により基板 のシリコン酸化層がエッチングされる。 また、 アンモ ニアを含有する薬液 !_〇で基板 を処理することにより、 処理後の基板 に 保護膜を形成できる。 保護膜により、 基板 の特性の低下を抑制できる。
[0122] なお、 薬液処理によって基板 の表面に保護膜を形成した後に、 保護膜を 除去してもよい。 ただし、 保護膜を除去した後、 基板 に対して次の処理を 開始するまでの間隔は、 短いことが好ましい。 例えば、 保護膜を除去した後 、 基板 に対して次の処理を開始するまでの間隔は 4 8時間以内であること が好ましく、 2 4時間以内であることがさらに好ましい。 また、 保護膜を除 去した後、 次の処理を開始するまでに時間を要する場合は、 次の処理の開始 直前まで、 保護膜を除去することなく基板 の表面に保護膜が形成された状 態にしておくことが好ましい。 保護膜により、 残存した燐を起因とする不純 物の発生を抑制できる。
[0123] 薬液 !_〇の温度は室温よりも高いことが好ましい。 例えば、 薬液 !_〇の温 度は 6 0 °〇以上 8 0 °〇以下であることが好ましい。 薬液！-〇の温度が室温よ りも高い場合、 薬液処理の処理時間を短縮できる。 ただし、 薬液 !_〇の温度 は室温であってもよく、 あるいは、 薬液 !_〇の温度は室温よりも低くてもよ い。
[0124] 薬液供給部 2 4 0は、 薬液ノズル 2 4 1 と、 薬液配管 2 4 2と、 薬液バル ブ 2 4 3と、 薬液ノズル移動部 2 4 4とを含む。 薬液ノズル 2 4 1は、 基板 保持部 2 1 0に保持されている基板 に向けて薬液 !_〇を吐出する。 薬液 !_ 〇は、 3（3 1 を含む。 薬液配管 2 4 2は薬液ノズル 2 4 1 に薬液 !_〇を供給 する。 薬液バルブ 2 4 3は、 薬液配管 2 4 2から薬液ノズル 2 4 1への薬液 !_〇の供給および供給停止を切り替える。 薬液バルブ 2 4 3が開くと、 薬液 !_〇が、 薬液配管 2 4 2から薬液ノズル 2 4 1 に供給されて、 薬液ノズル 2 4 1から吐出される。
[0125] 薬液ノズル移動部 2 4 4は、 薬液ノズル 2 4 1 を水平方向および/または \¥02020/174962 26 卩（：171?2020/002539
鉛直方向に移動させる。 薬液ノズル移動部 2 4 4は、 薬液ノズル 2 4 1から 吐出された薬液 !_〇が基板 の上面に供給される処理位置と、 薬液ノズル 2 4 1が平面視で基板 の周囲に退避した退避位置との間で、 薬液ノズル 2 4 1 を水平方向に移動させる。
[0126] エッチング液供給部 2 5 0は基板 にエッチング液 !_ 6を供給する。 エッ チング液 !_ 6は、 例えば、 基板 のエッチングに用いられる。
[0127] 上述したように、 薬液 !_〇はアンモニアを含有する液体であり、 薬液 !_〇 の供給により、 基板 はエッチングされる。 ただし、 エッチング液 !_ 6は薬 液 !_〇とは同じではない。 エッチング液 !_ 6による基板 のエッチング速度 は薬液 !_〇による基板 のエッチング速度とは異なる。 例えば、 エッチング 液 !_ 6による基板 のエッチング速度は薬液 !_〇による基板 のエッチング 速度よりも大きいことが好ましい。 これにより、 基板 のエッチング時間を 短縮できる。
[0128] また、 エッチング液 !_ 6の成分が薬液 !_〇の成分と異なってもよい。 例え ば、 エッチング液 !_ 6としてフッ酸を用いてもよい。 フッ酸のエッチング速 度はアンモニアを含有する液体のエッチング速度よりも高いため、 基板 の エッチング時間を短縮できる。
[0129] エッチング液供給部 2 5 0は、 エッチング液ノズル 2 5 1 と、 エッチング 液配管 2 5 2と、 エッチング液バルブ 2 5 3と、 エッチング液ノズル移動部 2 5 4とを含む。 エッチング液ノズル 2 5 1は、 基板保持部 2 1 0に保持さ れている基板 に向けてエッチング液 !_ 6を吐出する。 エッチング液配管 2 5 2はエッチング液ノズル 2 5 1 にエッチング液 !_ 6を供給する。 エッチン グ液バルブ 2 5 3は、 エッチング液配管 2 5 2からエッチング液ノズル 2 5 1へのエッチング液 !_ 6の供給および供給停止を切り替える。 エッチング液 バルブ 2 5 3が開くと、 エッチング液 !_ 6が、 エッチング液配管 2 5 2から エッチング液ノズル 2 5 1 に供給されて、 エッチング液ノズル 2 5 1から吐 出される。
[0130] エッチング液ノズル移動部 2 5 4は、 エッチング液ノズル 2 5 1 を水平方 \¥02020/174962 27 卩（：171?2020/002539
向および/または鉛直方向に移動させる。 エッチング液ノズル移動部 2 5 4 は、 処理位置と、 退避位置との間でエッチング液ノズル 2 5 1 を水平方向に 移動させる。 エッチング液ノズル 2 5 1が処理位置に移動した場合、 エッチ ング液ノズル 2 5 1から吐出されたエッチング液 !_ 6が基板 の上面に供給 される。 エッチング液ノズル 2 5 1が退避位置に移動した場合、 エッチング 液ノズル 2 5 1が平面視で基板 の周囲に退避する。
[0131 ] ここで、 図 1、 図 9および図 1 0を参照して本実施形態の基板処理方法を 説明する。 図 1 〇は、 本実施形態の基板処理方法を説明するためのフロー図 である。
[0132] ステップ 3 1 3において、 枚葉処理装置 2 0 0に基板 を搬入する。 基板 は、 基板保持部 2 1 0に保持される。
[0133] ステップ 3 1 匕において、 基板 を燐酸処理する。 基板保持部 2 1 0は基 板 を保持した状態で基板 を回転させる。 燐酸液供給部 2 2 0は基板 に 燐酸液 !_ 1 を供給する。
[0134] ステップ 3 1 〇において、 基板 をリンス処理する。 基板保持部 2 1 0は 基板 を回転させて、 リンス液供給部 2 3 0は基板 にリンス液 !_ 「を供給 する。
[0135] ステップ 3 1 において、 基板 を乾燥する。 基板 に燐酸液 !_ 1および リンス液!- 「を供給することなく基板保持部 2 1 0は基板 を保持したまま 基板 を回転させる。 基板 の回転により、 基板 は乾燥する。
[0136] ステップ 3 2 3において、 バッチ処理装置 3 0 0に基板 を搬入する。 基 板 は、 枚葉処理装置 2 0 0から搬出され、 バッチ処理装置 3 0 0に搬入さ れる。 バッチ処理装置 3 0 0において、 基板 は積載部 3 2 0に積載される 。 積載部 3 2 0は、 複数の基板 を積載する。
[0137] ステップ 3 2匕において、 基板 を燐酸処理する。 積載部 3 2 0は、 基板 を処理槽 3 1 0の燐酸液 !_ 2に浸潰する。
[0138] ステップ 3 3 3において、 枚葉処理装置 2 0 0に基板 を搬入する。 基板 は、 バッチ処理装置 3 0 0から搬出され、 枚葉処理装置 2 0 0に搬入され \¥02020/174962 28 卩（：171?2020/002539
る。 基板 は、 基板保持部 2 1 0に保持される。
[0139] ステップ 3 3匕において、 基板 をリンス処理する。 基板保持部 2 1 0は 基板 を保持した状態で基板 を回転させる。 リンス液供給部 2 3 0は基板 にリンス液 !_ 「を供給する。 リンス液 !_ 「により、 基板 の表面上の燐酸 を除去できる。
[0140] ステップ 3 3〇において、 基板 をエッチング処理する。 基板保持部 2 1
0が基板 を回転させた状態で、 エッチング液供給部 2 5 0は基板 にエッ チング液 1_ 6を供給する。 エッチング液 1_ 6により、 基板 を効率的にエッ チングする。
[0141 ] ステップ 3 3 において、 基板 を薬液処理する。 基板保持部 2 1 0が基 板 を回転させた状態で、 薬液供給部 2 4 0は基板 に薬液 !_〇を供給する 。 薬液 !_〇により、 基板 をエッチングするとともに、 基板 の表面に保護 膜を形成する。
[0142] ステップ 3 3 6において、 基板 をリンス処理する。 基板保持部 2 1 0が 基板 を回転させた状態で、 リンス液供給部 2 3 0は基板 にリンス液 !_ 「 を供給する。
[0143] ステップ 3 3干において、 基板 を乾燥する。 基板 に、 燐酸液 1_ 1、 リ ンス液 !_ 「、 薬液 !_〇およびエッチング液 !_ 6を供給することなく基板保持 部 2 1 0は基板 を保持したまま基板 を回転させる。 基板 の回転により 、 基板 は乾燥する。
[0144] ステップ 3 3 9において、 枚葉処理装置 2 0 0から基板 を搬出する。 以 上のようにして、 本実施形態の基板処理方法により、 基板 のシリコン窒化 層を好適にエッチングできる。
[0145] なお、 図 1 0を参照した説明では、 ステップ 3 3匕のリンス処理とステッ プ 3 3 ¢1の薬液処理との間のステップ 3 3〇においてエッチング処理を行つ たが、 本実施形態はこれに限定されない。 ステップ 3 3〇のエッチング処理 は省略してもよい。
[0146] 基板処理システム 1 0 0には、 予め手順の定められたコンピュータブログ \¥02020/174962 29 卩（：171?2020/002539
ラムが記憶されており、 基板処理システム 1 0 0では、 定められた手順に従 って動作するように枚葉処理装置 2 0 0と、 バッチ処理装置 3 0 0とが制御 されてもよい。 あるいは、 基板処理システム 1 0 0において、 測定結果に基 づいて、 枚葉処理装置 2 0 0およびバッチ処理装置 3 0 0が制御されてもよ い。 例えば、 燐酸液！-の測定結果に基づいて、 枚葉処理装置 2 0 0およびバ ッチ処理装置 3 0 0が制御されてもよい。
[0147] 例えば、 燐酸液 !_ 1のシリコン濃度を測定し、 シリコン濃度の測定結果に 基づいて、 枚葉処理装置 2 0 0およびバッチ処理装置 3 0 0が制御されても よい。 例えば、 基板 から流出する燐酸液 !_ 1のシリコン濃度が測定されて もよい。 あるいは、 基板 上に滞留した燐酸液 !_ 1のシリコン濃度が測定さ れてもよい。 また、 一例では、 測定結果が、 既定の閾値以下となることに基 づき、 中断工程を開始して、 基板 は枚葉処理装置 2 0 0からバッチ処理装 置 3 0 0に移動されてもよい。
[0148] あるいは、 第 1エッチングエ程の開始から中断工程の開始までの時間は、 第 1エッチングエ程のエッチング処理条件と第 1エッチングエ程の開始から 中断工程の開始までの時間とを関係づけるルックアップテーブル （!_〇〇 !< 11 丁 3 13 丨 6 : 1_ 11丁） に基づき決定されてもよい。 第 1エッチング 工程における、 燐酸液 !_ 1の処理開始時の燐酸濃度、 含有シリコン濃度、 液 温などのエッチング処理条件を様々に変化させ、 エッチング処理条件ごとに 最適な第 1エッチングエ程の開始から中断工程の開始までの時間を実験的に 決定してもよい。 こうして得られた複数の第 1エッチングエ程の開始から中 断工程の開始までの時間と第 1エッチングエ程の複数の処理条件との対応関 係を示す !_ II丁を記憶部 5 2 0 （例えば、 図 1 4） に格納しておいてもよい 。 この場合、 ！_ II丁として格納された上記対応関係を記憶部 5 2 0から読み 出し、 これに基づき第 1エッチングエ程の開始から中断工程の開始までの時 間を決定し、 これにより第 1エッチングエ程の処理条件に応じた最適なタイ ミングで中断工程を開始することができる。
[0149] 次に、 図 1 1 を参照して、 本実施形態の基板処理システム 1 〇〇を説明す \¥02020/174962 30 卩（：171?2020/002539
る。 図 1 1は、 本実施形態の基板処理システム 1 0 0の模式図である。 図 1 1 に示した基板処理システム 1 0 0は、 枚葉処理装置 2 0 0がシリコン濃度 計をさらに備えることを除いて、 図 1 を参照して上述した基板処理システム 1 0 0と同様の構成を有している。 このため、 冗長を避ける目的で重複する 記載を省略する。
[0150] 基板処理システム 1 0 0において、 枚葉処理装置 2 0 0は、 シリコン濃度 計 2 8 0および配管 2 8 2をさらに有する。 枚葉処理部 2 0 0 ~ 2 0 0 0 のチャンバ _ 2 0 2には配管 2 8 2が接続されている。 枚葉処理部 2 0 0八 〜 2 0 0口において基板 を処理した後の燐酸液 !_ 1は配管 2 8 2を流れる
[0151 ] シリコン濃度計 2 8 0は、 配管 2 8 2に接続されている。 シリコン濃度計
2 8 0は、 燐酸処理後の燐酸液のシリコン濃度を測定する。
[0152] 例えば、 シリコン濃度計 2 8 0は、 チャンバー 2 0 2内で基板 を燐酸液
1_ 1で処理された後の燐酸液のシリコン濃度を測定する。 シリコン濃度計 2 8 0において測定されるシリコン濃度が比較的高い場合、 この基板 をすぐ にバッチ処理すると、 基板 にシリコン含有物が析出するおそれがある。 一 方、 シリコン濃度計 2 8 0において測定されるシリコン濃度が比較的低い場 合、 この基板 をバッチ処理装置 3 0 0において燐酸液 !_ 2で処理しても、 基板 にシリコン含有物が析出する可能性が低い。
[0153] このため、 シリコン濃度計 2 8 0の測定値が閾値よりも低下すると、 燐酸 液供給部 2 2 0は、 燐酸液 !_ 1の供給を中断して枚葉処理装置 2 0 0による 処理を停止させ、 基板 を枚葉処理装置 2 0 0からバッチ処理装置 3 0 0に 移送して、 バッチ処理装置 3 0 0における燐酸処理を開始してもよい。 これ により、 基板 の処理状況に応じて、 バッチ処理を速やかに開始でき、 燐酸 処理時間を短縮できる。
[0154] なお、 図 1 1 に示したシリコン濃度計 2 8 0は、 基板 から流出した燐酸 液 !_ 1のシリコン濃度を測定したが、 本実施形態はこれに限定されない。 シ リコン濃度計は、 基板上に滞留した燐酸液 !_ 1のシリコン濃度を測定しても \¥0 2020/174962 31 卩（：17 2020 /002539
よい。
[0155] なお、 基板処理システム 1 0 0は、 枚葉処理装置 2 0 0で処理された基板 \/\/をバッチ処理装置 3 0 0に移送する移送部をさらに備えることが好ましい
[0156] 以下、 図 1 2を参照して、 本発明による基板処理システム 1 0 0の実施形 態を説明する。 図 1 2は、 本実施形態の基板処理システム 1 0 0の模式図で ある。 図 1 2に示した基板処理システム 1 0 0は、 枚葉処理装置 2 0 0およ び積載部 3 2 0の構成、 および、 移送部 4 0 0をさらに備えることを除いて 、 図 1 を参照して上述した基板処理システム 1 〇〇と同様の構成を有してい る。 このため、 冗長を避ける目的で重複する記載を省略する。
[0157] 基板処理システム 1 0 0は、 枚葉処理装置 2 0 0およびバッチ処理装置 3
0 0に加えて移送部 4 0 0をさらに備える。 移送部 4 0 0は、 基板 を枚葉 処理装置 2 0 0からバッチ処理装置 3 0 0に移送する。 なお、 移送部 4 0 0 は、 基板 をバッチ処理装置 3 0 0から枚葉処理装置 2 0 0にさらに移送し てもよい。
[0158] チャンバー 2 0 2には、 開口部 2 0 2 3が設けられており、 開口部 2 0 2
3には開口部 2 0 2 3を開閉するシャッタ 2 0 4が設けられる。 シャッタ 2 0 4が開口部 2 0 2 3を開けた状態で、 基板 は、 チャンバー 2 0 2の外部 から内部、 または、 内部から外部に移動できる。 このため、 チャンバー2 0 2の開口部 2 0 2 3が基板 の出入口として機能する。
[0159] 移送部 4 0 0は、 枚葉処理装置 2 0 0とバッチ処理装置 3 0 0との間で基 板 を移送する。 例えば、 移送部 4 0 0は、 枚葉処理装置 2 0 0に基板 を 搬入する。 また、 移送部 4 0 0は、 枚葉処理装置 2 0 0から基板 を搬出す る。 さらに、 移送部 4 0 0は、 バッチ処理装置 3 0 0に基板 を搬入する。 また、 移送部 4 0 0は、 バッチ処理装置 3 0 0から基板 を搬出する。
[0160] 移送部 4 0 0は、 アーム部 4 0 2と、 回転台 4 0 4と、 昇降部 4 0 6とを 有する。 アーム部 4 0 2は、 X軸方向に伸縮可能である。 アーム部 4 0 2は 、 基板 を下方から支持する。 アーム部 4 0 2により、 枚葉処理装置 2 0 0 \¥02020/174962 32 卩（：171?2020/002539
に基板 に搬入でき、 また、 枚葉処理装置 2 0 0から基板 に搬入できる。 アーム部 4 0 2は、 回転台 4 0 4の上面に取り付けられる。
[0161 ] 回転台 4 0 4は、 軸を中心に回転可能である。 回転台 4 0 4の回転によ り、 アーム部 4 0 2は、 枚葉処理装置 2 0 0またはバッチ処理装置 3 0 0に 到達できる。
[0162] 昇降部 4 0 6は、 アーム部 4 0 2および回転台 4 0 4を 軸方向に昇降す る。 昇降部 4 0 6の上昇により、 アーム部 4 0 2は、 高く配置された枚葉処 理部 2 0 0八に到達できる。
[0163] 積載部 3 2 0は、 把持部 3 2 2と、 回転部 3 2 4と、 支持部 3 2 6と有す る。 把持部 3 2 2は、 基板 を把持する。 把持部 3 2 2は、 アーム部 4 0 2 から基板 を受け取り、 基板 を把持する。 把持部 3 2 2には複数の溝が設 けられおり、 複数の溝に基板 が嵌められる。
[0164] 回転部 3 2 4は、 把持部 3 2 2を支持する。 回転部 3 2 4は、 軸方向に 沿った回転軸を中心に把持部 3 2 2を回転する。
[0165] 支持部 3 2 6は、 把持部 3 2 2および回転部 3 2 4を支持する。 支持部 3
2 6は、 X軸方向に沿った回転軸を中心に把持部 3 2 2および回転部 3 2 4 を 1 8 0 ° 回転する。 この回転により、 把持部 3 2 2は、 基板 を水平に保 持した水平保持状態から、 基板 を鉛直に保持した鉛直保持状態を介して再 び水平保持状態になるまで回転する。 基板 は、 把持部 3 2 2に把持された まま、 処理槽 3 1 0に浸潰される。 なお、 支持部 3 2 6は、 丫方向に平行に 移動可能であってもよい。
[0166] なお、 基板処理システム 1 0 0には、 予め手順の定められたコンビユータ プログラムが記憶されており、 基板処理システム 1 0 0では、 定められた手 順に従って動作するように枚葉処理装置 2 0 0と、 バッチ処理装置 3 0 0と 、 移送部 4 0 0とが制御されてもよい。 あるいは、 基板処理システム 1 0 0 において、 測定結果に基づいて、 枚葉処理装置 2 0 0、 バッチ処理装置 3 0 0および移送部 4 0 0が制御されてもよい。 例えば、 燐酸液！-の測定結果に 基づいて、 枚葉処理装置 2 0 0、 バッチ処理装置 3 0 0および移送部 4 0 0 \¥02020/174962 33 卩（：171?2020/002539
が制御されてもよい。
[0167] 以下、 図 1 3を参照して、 本発明による基板処理システム 1 0 0の実施形 態を説明する。 図 1 3は、 本実施形態の基板処理システム 1 0 0の模式的な 平面図である。
[0168] 基板処理システム 1 0 0は、 複数の口ードボート !_ と、 インデクサーロ
Figure imgf000035_0001
枚葉処理装置 2 0 0と、 バッチ処理装置 3 0 0と、 移送部 4 0 0とを備える。 枚葉処理装置 2 0 0は基板処理システム 1 0 0のうちの X 方向に沿った一方側に配置されており、 バッチ処理装置 3 0 0は X方向に沿 った他方側に配置されている。
[0169] 枚葉処理装置 2 0 0は、 複数の枚葉処理部を備える。 図 1 3では、 便宜上 、 枚葉処理部をいずれも枚葉処理部 2 0 0 と示している。 基板処理システ ム 1 0 0では、 3つの枚葉処理部 2 0 0八が積層することでタワー丁 が形 成されており、 4つのタワー丁 が設けられる。
[0170] 口ードボート !_ の各々は、 複数枚の基板 を積層して収容する。 インデ クサーロボ
Figure imgf000035_0002
口ードボート !_ と移送部 4 0 0との間で基板 を 搬送する。 移送部 4 0 0は、 インデクサーロボッ ト I
Figure imgf000035_0003
と枚葉処理装置 2 0
0との間で基板 を搬送する。 また、 移送部 4 0 0は、 枚葉処理装置 2 0 0 とバッチ処理装置 3 0 0との間で基板 を搬送する。
[0171 ] この基板処理システム 1 0 0では、 1個のバッチ処理装置 3 0 0に対して 枚葉処理装置 2 0 0の枚葉処理部 2 0 0 が 1 6個ある。 バッチ処理装置 3 〇〇が一度に 6 4枚の基板 を処理する場合、 枚葉処理時間はバッチ処理時 間の 1 / 4倍であることが好ましい。 例えば、 1 0分の枚葉処理時間に対し てバッチ処理時間は 4 0分であることが好ましい。
[0172] 次に、 図 7、 図 9および図 1 2から図 1 4を参照して、 本実施形態の基板 処理システム 1 〇〇を説明する。 図 1 4は、 基板処理システム 1 0 0のブロ ック図である。 基板処理システム 1 0 0は制御部 5 0 0をさらに備える。 制 御部 5 0 0は、 枚葉処理装置 2 0 0と、 バッチ処理装置 3 0 0と、 移送部 4 0〇とを制御する。 [0173] 制御部 5 0 0は、 枚葉処理装置 2 0 0が基板 Wを処理するように枚葉処理 装置 2 0 0を制御する。 例えば、 制御部 5 0 0は、 シャッタ 2 0 4を移動さ せてチャンバ _ 2 0 2の開口部 2 0 2 aの開閉を制御する。
[0174] また、 制御部 5 0 0は、 燐酸液供給部 2 2 0、 リンス液供給部 2 3 0、 薬 液供給部 2 4 0およびエッチング液供給部 2 5 0を制御する。 例えば、 制御 部 5 0 0は、 燐酸液バルブ 2 2 3、 リンス液バルブ 2 3 3、 薬液バルブ 2 4 3およびエッチング液バルブ 2 5 3を制御して燐酸液 L 1、 リンス液 L r、 薬液 L cおよびエッチング液 L eの供給を制御する。 さらには、 制御部 5 0 0は、 燐酸液ノズル移動部 2 2 6、 薬液ノズル移動部 2 4 4、 エッチング液 ノズル移動部 2 5 4を制御して、 燐酸液バルブ 2 2 3、 薬液バルブ 2 4 3お よびエッチング液バルブ 2 5 3の位置を制御する。
[0175] 制御部 5 0 0は、 移送部 4 0 0が枚葉処理装置 2 0 0からバッチ処理装置
3 0 0に基板 Wを移送するように移送部 4 0 0を制御する。 また、 制御部 5 〇〇は、 移送部 4 0 0がバッチ処理装置 3 0 0から枚葉処理装置 2 0 0に基 板 Wを移送するように移送部 4 0 0を制御してもよい。
[0176] 制御部 5 0 0は、 バッチ処理装置 3 0 0が基板 Wを処理するようにバッチ 処理装置 3 0 0を制御する。 例えば、 制御部 5 0 0は、 処理槽 3 1 0に燐酸 液 L 2を貯留するように処理槽 3 1 0を制御する。 また、 制御部 5 0 0は、 積載部 3 2 0が移送部 4 0 0から基板 Wを受け取り、 受け取つた基板 Wを処 理槽 3 1 0の燐酸液に浸潰するように積載部 3 2 0を制御する。
[0177] 制御部 5 0 0は、 プロセッサ 5 1 0および記憶部 5 2 0を含む。 プロセッ サ 5 1 0は、 例えば、 中央処理演算機 ( C e n t r a l P r o c e s s i n g U n i t : C P U ) を有する。 または、 プロセッサ 5 1 0は汎用演算 機を有してもよい。
[0178] 記憶部 5 2 0は、 データおよびコンビユータプログラムを記憶する。 記憶 部 5 2 0は、 主記憶装置と、 補助記憶装置とを含む。 主記憶装置は、 例えば 、 半導体メモリである。 補助記憶装置は、 例えば、 半導体メモリおよび/ま たはハードディスクドライブである。 記憶部 5 2 0はリムーバブルメディア \¥02020/174962 35 卩（：171?2020/002539
を含んでいてもよい。 プロセッサ 5 1 0は、 記憶部 5 2 0の記憶しているコ ンピユータプログラムを実行して、 基板処理方法を実行する。
[0179] なお、 記憶部 5 2 0には、 予め手順の定められたコンビユータプログラム が記憶されており、 制御部 5 0 0は、 定められた手順に従って動作するよう に枚葉処理装置 2 0 0と、 バッチ処理装置 3 0 0と、 移送部 4 0 0とを制御 してもよい。 あるいは、 制御部 5 0 0は、 測定結果に基づいて、 枚葉処理装 置 2 0 0、 バッチ処理装置 3 0 0および移送部 4 0 0を制御してもよい。 例 えば、 制御部 5 0 0は、 燐酸液！-の測定結果に基づいて、 枚葉処理装置 2 0 0、 バッチ処理装置 3 0 0および移送部 4 0 0を制御してもよい。
[0180] なお、 図 1、 図 1 2および図 1 3を参照した上述の説明では、 枚葉処理装 置 2 0 0およびバッチ処理装置 3 0 0は互いに近くに配置されたが、 本実施 形態はこれに限定されない。 枚葉処理装置 2 0 0およびバッチ処理装置 3 0 0は離れた場所に配置されてもよい。 例えば、 枚葉処理装置 2 0 0およびバ ッチ処理装置 3 0 0は、 基板 を移送する機器自体が平行に移動することに よって移送されるように離れていてもよい。 ただし、 枚葉処理装置 2 0 0お よびバッチ処理装置 3 0 0は同一環境に制御されたクリーンルーム内に配置 されることが好ましい。
[0181 ] 次に、 図 1 5を参照して本実施形態の基板処理システム 1 0 0を説明する 。 図 1 5は、 基板処理システム 1 0 0の模式図である。 基板処理システム 1 0 0は、 枚葉処理装置 2 0 0と、 バッチ処理装置 3 0 0と、 移送部 4 0 0と を備える。
[0182] 枚葉処理装置 2 0 0は、 基板 を燐酸液で処理する。 移送部 4 0 0は、 基 板 を枚葉処理装置 2 0 0からバッチ処理装置 3 0 0に移送する。 移送部 4 0 0は、 枚葉処理装置 2 0 0の近くまで移動し、 基板 を搬出する。 その後 、 移送部 4 0 0は、 枚葉処理装置 2 0 0の近くから X方向に沿ってバッチ処 理装置 3 0 0の近くまで移動し、 バッチ処理装置 3 0 0の積載部 3 2 0に積 載する。
[0183] 移送部 4 0 0は、 アーム部 4 0 2、 回転台 4 0 4および昇降部 4 0 6に加 \¥02020/174962 36 卩（：171?2020/002539
えて、 ガイ ド部 4 0 8をさらに含む。 ガイ ド部 4 0 8は、 枚葉処理装置 2 0 0の近くから X方向に沿ってバッチ処理装置 3 0 0の近くまで延びている。 昇降部 4 0 6は、 ガイ ド部 4 0 8に沿って X方向に移動できる。
[0184] バッチ処理装置 3 0 0は、 基板 を燐酸液 !_ 2で処理する。 積載部 3 2 0 は、 複数の基板 をまとめて処理槽 3 1 0に浸潰させる。 以上のようにして 基板 が処理される。
[0185] 以上、 図面を参照して本発明の実施形態を説明した。 ただし、 本発明は、 上記の実施形態に限られるものではなく、 その要旨を逸脱しない範囲で種々 の態様において実施することが可能である。 また、 上記の実施形態に開示さ れる複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、 種々の発明の形成が 可能である。 例えば、 実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素 を削除してもよい。 さらに、 異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合 わせてもよい。 図面は、 理解しやすくするために、 それぞれの構成要素を主 体に模式的に示しており、 図示された各構成要素の厚み、 長さ、 個数、 間隔 等は、 図面作成の都合上から実際とは異なる場合もある。 また、 上記の実施 形態で示す各構成要素の材質、 形状、 寸法等は一例であって、 特に限定され るものではなく、 本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が 可能である。
産業上の利用可能性
[0186] 本発明は、 基板を燐酸処理する基板処理システムおよび基板処理方法に好 適に用いられる。
符号の説明
[0187] 1 0 0 基板処理システム
2 0 0 枚葉処理装置
3 0 0 バッチ処理装置
4 0 0 移送部
基板

Claims

\¥02020/174962 37 卩（：171?2020/002539 請求の範囲
[請求項 1 ] シリコン窒化層を含む複数の積層が間隙を介して相対する三次元積 層構造を有する基板を基板保持部によって保持する基板保持工程と、 前記基板保持部に保持された基板を回転させながら、 前記基板に第 1燐酸液を供給して前記複数の積層をエッチングする第 1エッチング 工程と、
前記シリコン窒化層が残存した状態で前記第 1エッチングエ程によ る前記複数の積層のエッチングを中断する中断工程と、
前記基板保持部から前記基板を取り出し、 処理槽へと移動する移動 工程と、
前記処理槽に貯留された第 2燐酸液に前記基板を浸潰させ、 中断さ れた前記複数の積層のエッチングを再開する第 2エッチングエ程と を包含する、 基板処理方法。
[請求項 2] 前記第 1燐酸液は、 前記基板に供給される前に予め所定の濃度のシ リコンを含有しており、
前記第 2燐酸液は、 前記基板が前記処理槽に浸潰される前に予め所 定の濃度のシリコンを含有しており、
前記第 2燐酸液のシリコン濃度は、 前記第 1燐酸液のシリコン濃度 よりも低く設定される、 請求項 1 に記載の基板処理方法。
[請求項 3] 前記第 1エッチングエ程において、 前記基板上に滞留した前記第 1 燐酸液または前記基板から流出した前記第 1燐酸液のシリコン濃度を 測定し、 前記第 1燐酸液のシリコン濃度の測定結果に基づき、 前記中 断工程を開始する、 請求項 1 または 2に記載の基板処理方法。
[請求項 4] 前記測定結果が、 既定の閾値以下となることに基づき、 前記中断ェ 程を開始する、 請求項 3に記載の基板処理方法。
[請求項 5] 前記第 1エッチングエ程の開始から前記中断工程の開始までの時間 は、 前記第 1エッチングエ程のエッチング処理条件と前記第 1エッチ ングエ程の開始から前記中断工程の開始までの時間とを関係づけるル \¥02020/174962 38 卩（：171?2020/002539
ックアツプテーブルに基づき決定される、 請求項 3に記載の基板処理 方法。
[請求項 6] 前記第 2エッチングエ程において前記基板を前記第 2燐酸液でエッ チングする時間は、 前記第 1エッチングエ程において前記基板を前記 第 1燐酸液でエッチングする時間よりも長い、 請求項 1から 4のいず れかに記載の基板処理方法。
[請求項 7] 前記基板に向けて吐出される前記第 1燐酸液の温度は、 前記第 2燐 酸液の設定温度よりも高い、 請求項 1から 5のいずれかに記載の基板 処理方法。
[請求項 8] シリコン窒化層を含む複数の積層が間隙を介して相対する三次元積 層構造を有する基板を処理する基板処理システムであって、
前記基板処理システムは、 枚葉処理装置と、 バッチ処理装置とを備 え、
前記枚葉処理装置は、
前記基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部に保持された基板を回転させながら前記基板の前記 複数の積層のエッチングを行う第 1エッチング処理するための第 1燐 酸液を前記基板に供給する燐酸液供給部と
を有し、
前記バッチ処理装置は、 前記シリコン窒化層が残存した状態で前記 第 1エッチング処理による前記複数の積層のエッチングを中断した後 で、 中断された前記複数の積層のエッチングを再開する第 2エッチン グ処理するための第 2燐酸液の貯留された処理槽を有する、 基板処理 システム。
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