JP2024033157A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】リン酸水溶液を含んだエッチング液を用いて基板をエッチングする技術において、エッチング液の使用量を削減する。【解決手段】本開示の一態様による基板処理装置は、基板処理部と、制御部と、を備える。基板処理部は、シリコン窒化膜およびシリコン酸化膜が表面に形成される１または複数の基板を、リン酸水溶液およびケイ酸化合物を含む処理液でエッチング処理する。制御部は、各部を制御する。また、制御部は、濃度制御部を有する。濃度制御部は、エッチング処理の開始から完了までの間、シリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比が所与の範囲内となるように、処理液のリン酸濃度を制御する。【選択図】図９

Description

開示の実施形態は、基板処理装置および基板処理方法に関する。
従来、基板処理システムにおいて、リン酸水溶液を含んだエッチング液を用いることで、基板に形成されたシリコン窒化膜およびシリコン酸化膜のうち、シリコン窒化膜を選択的にエッチング処理する技術が知られている（特許文献１参照）。
特許第４９６６２２３号公報
本開示は、リン酸水溶液を含んだエッチング液を用いて基板をエッチングする技術において、エッチング液の使用量を削減することができる技術を提供する。
本開示の一態様による基板処理装置は、基板処理部と、制御部と、を備える。基板処理部は、シリコン窒化膜およびシリコン酸化膜が表面に形成される１または複数の基板を、リン酸水溶液およびケイ酸化合物を含む処理液でエッチング処理する。制御部は、各部を制御する。また、前記制御部は、濃度制御部を有する。濃度制御部は、前記エッチング処理の開始から完了までの間、シリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比が所与の範囲内となるように、前記処理液のリン酸濃度を制御する。
本開示によれば、リン酸水溶液を含んだエッチング液を用いて基板をエッチングする技術において、エッチング液の使用量を削減することができる。
図１は、実施形態に係る基板処理システムの構成を示す概略ブロック図である。 図２は、実施形態に係るエッチング処理装置の構成を示す概略ブロック図である。 図３は、実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。 図４は、複数のリン酸濃度におけるケイ酸濃度とシリコン酸化膜のエッチングレートとの関係の一例を示す図である。 図５は、複数のリン酸濃度におけるケイ酸濃度の上限値および下限値について示す模式図である。 図６は、複数のリン酸濃度におけるケイ酸濃度とエッチング選択比との関係を示す模式図である。 図７は、リン酸濃度とシリコン窒化膜のエッチングレートとの関係の一例を示す図である。 図８は、算出部で算出されるケイ酸化合物の濃度推移直線、リン酸の濃度推移直線、およびエッチング選択比の推移曲線の一例について示す図である。 図９は、実施形態に係るエッチング処理におけるエッチング液のリン酸濃度およびエッチング選択比の時間推移の一例について示す図である。 図１０は、実施形態に係る基板処理システムが実行する制御処理の手順の一例を示すフローチャートである。
以下、添付図面を参照して、本願の開示する基板処理装置および基板処理方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態により本開示が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
従来、基板処理システムにおいて、リン酸水溶液を含んだエッチング液を用いることで、基板に形成されたシリコン窒化膜およびシリコン酸化膜のうち、シリコン窒化膜を選択的にエッチング処理する技術が知られている。かかる従来技術では、たとえば、処理槽に貯留されるエッチング液に複数の基板をまとめて浸漬することで、かかる複数の基板を一括でエッチング処理することができる。
一方で、上記の従来技術では、エッチング液に含まれるケイ酸化合物の濃度（以下、「ケイ酸濃度」とも呼称する。）を一定にするため、低いケイ酸濃度のエッチング液を処理槽に常時供給する必要がある。そのため、エッチング処理においてエッチング液の使用量が増大するという課題が生じていた。
そこで、上述の問題点を克服し、リン酸水溶液を含んだエッチング液を用いて基板をエッチングする技術において、エッチング液の使用量を削減することができる技術の実現が期待されている。
＜基板処理システムの構成＞
まず、実施形態に係る基板処理システム１の構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係る基板処理システム１の構成を示す概略ブロック図である。基板処理システム１は、基板処理装置の一例である。
図１に示すように、実施形態に係る基板処理システム１は、キャリア搬入出部２と、ロット形成部３と、ロット載置部４と、ロット搬送部５と、ロット処理部６と、制御装置７とを備える。
キャリア搬入出部２は、キャリアステージ２０と、キャリア搬送機構２１と、キャリアストック２２、２３と、キャリア載置台２４とを備える。
キャリアステージ２０は、外部から搬送された複数のフープＨを載置する。フープＨは、複数（たとえば、２５枚）のウェハＷを水平姿勢で上下に並べて収容する容器である。キャリア搬送機構２１は、キャリアステージ２０、キャリアストック２２、２３およびキャリア載置台２４の間でフープＨの搬送を行う。
キャリア載置台２４に載置されたフープＨからは、処理される前の複数のウェハＷが後述する基板搬送機構３０によりロット処理部６に搬出される。また、キャリア載置台２４に載置されたフープＨには、処理された複数のウェハＷが基板搬送機構３０によりロット処理部６から搬入される。
ロット形成部３は、基板搬送機構３０を有し、ロットを形成する。ロットは、１または複数のフープＨに収容されたウェハＷを組合せて同時に処理される複数（たとえば、５０枚）のウェハＷで構成される。１つのロットを形成する複数のウェハＷは、互いの板面を対向させた状態で一定の間隔をあけて配列される。
基板搬送機構３０は、キャリア載置台２４に載置されたフープＨとロット載置部４との間で複数のウェハＷを搬送する。
ロット載置部４は、ロット搬送台４０を有し、ロット搬送部５によってロット形成部３とロット処理部６との間で搬送されるロットを一時的に載置（待機）する。ロット搬送台４０は、ロット形成部３で形成された処理される前のロットを載置する搬入側載置台４１と、ロット処理部６で処理されたロットを載置する搬出側載置台４２とを有する。搬入側載置台４１および搬出側載置台４２には、１ロット分の複数のウェハＷが起立姿勢で前後に並んで載置される。
ロット搬送部５は、ロット搬送機構５０を有し、ロット載置部４とロット処理部６との間やロット処理部６の内部でロットの搬送を行う。ロット搬送機構５０は、レール５１と、移動体５２と、基板保持体５３とを有する。
レール５１は、ロット載置部４およびロット処理部６に渡って、Ｘ軸方向に沿って配置される。移動体５２は、複数のウェハＷを保持しながらレール５１に沿って移動可能に構成される。基板保持体５３は、移動体５２に配置され、起立姿勢で前後に並んだ複数のウェハＷを保持する。
ロット処理部６は、１ロット分の複数のウェハＷに対し、エッチング処理や洗浄処理、乾燥処理などを一括で行う。ロット処理部６には、２台のエッチング処理装置６０と、洗浄処理装置７０と、洗浄処理装置８０と、乾燥処理装置９０とが、レール５１に沿って並んで配置される。
エッチング処理装置６０は、１ロット分の複数のウェハＷに対してエッチング処理を一括で行う。洗浄処理装置７０は、１ロット分の複数のウェハＷに対して洗浄処理を一括で行う。洗浄処理装置８０は、基板保持体５３の洗浄処理を行う。乾燥処理装置９０は、１ロット分の複数のウェハＷに対して乾燥処理を一括で行う。なお、エッチング処理装置６０、洗浄処理装置７０、洗浄処理装置８０および乾燥処理装置９０の台数は、図１の例に限られない。
エッチング処理装置６０は、エッチング処理用の処理槽６１と、リンス処理用の処理槽６２と、基板昇降機構６３、６４とを備える。
処理槽６１は、起立姿勢で配列された１ロット分のウェハＷを収容可能であり、エッチング処理用の薬液（以下、「エッチング液」とも呼称する。）が貯留される。処理槽６１の詳細については後述する。
処理槽６２には、リンス処理用の処理液（脱イオン水など）が貯留される。基板昇降機構６３、６４には、ロットを形成する複数のウェハＷが起立姿勢で前後に並んで保持される。
エッチング処理装置６０は、ロット搬送部５で搬送されたロットを基板昇降機構６３で保持し、処理槽６１のエッチング液Ｌに浸漬させてエッチング処理を行う。エッチング処理は、たとえば、１時間～３時間程度行われる。
処理槽６１においてエッチング処理されたロットは、ロット搬送部５によって処理槽６２に搬送される。そして、エッチング処理装置６０は、搬送されたロットを基板昇降機構６４にて保持し、処理槽６２のリンス液に浸漬させることによってリンス処理を行う。処理槽６２においてリンス処理されたロットは、ロット搬送部５で洗浄処理装置７０の処理槽７１に搬送される。
洗浄処理装置７０は、洗浄用の処理槽７１と、リンス処理用の処理槽７２と、基板昇降機構７３、７４とを備える。洗浄用の処理槽７１には、洗浄用の薬液（以下、「洗浄薬液」とも呼称する。）が貯留される。洗浄薬液は、たとえば、ＳＣ１（アンモニア、過酸化水素および水の混合液）などである。
リンス処理用の処理槽７２には、リンス処理用の処理液（脱イオン水など）が貯留される。基板昇降機構７３、７４には、１ロット分の複数のウェハＷが起立姿勢で前後に並んで保持される。
洗浄処理装置７０は、ロット搬送部５で搬送されたロットを基板昇降機構７３にて保持し、処理槽７１の洗浄液に浸漬させることによって洗浄処理を行う。
処理槽７１において洗浄処理されたロットは、ロット搬送部５によって処理槽７２に搬送される。そして、洗浄処理装置７０は、搬送されたロットを基板昇降機構７４にて保持し、処理槽７２のリンス液に浸漬させることによってリンス処理を行う。処理槽７２においてリンス処理されたロットは、ロット搬送部５で乾燥処理装置９０の処理槽９１に搬送される。
乾燥処理装置９０は、処理槽９１と、基板昇降機構９２とを有する。処理槽９１には、乾燥処理用の処理ガスが供給される。基板昇降機構９２には、１ロット分の複数のウェハＷが起立姿勢で前後に並んで保持される。
乾燥処理装置９０は、ロット搬送部５で搬送されたロットを基板昇降機構９２で保持し、処理槽９１内に供給される乾燥処理用の処理ガスを用いて乾燥処理を行う。処理槽９１で乾燥処理されたロットは、ロット搬送部５でロット載置部４に搬送される。
洗浄処理装置８０は、ロット搬送機構５０の基板保持体５３に洗浄用の処理液を供給し、さらに乾燥ガスを供給することで、基板保持体５３の洗浄処理を行う。
制御装置７は、基板処理システム１の各部（キャリア搬入出部２、ロット形成部３、ロット載置部４、ロット搬送部５、ロット処理部６など）の動作を制御する。制御装置７は、スイッチや各種センサなどからの信号に基づいて、基板処理システム１の各部の動作を制御する。
制御装置７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。制御装置７は、たとえば、記憶部８（図３参照）に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理システム１の動作を制御する。かかる制御装置７の詳細については後述する。
＜エッチング処理装置の構成＞
次に、ウェハＷのエッチング処理を実施するエッチング処理装置６０の構成について、図２を参照しながら説明する。図２は、実施形態に係るエッチング処理装置６０の構成を示す概略ブロック図である。
エッチング処理装置６０は、エッチング液供給部１００と、ＤＩＷ供給部１０５と、基板処理部１１０とを備える。エッチング液供給部１００は、エッチング液Ｌを基板処理部１１０に供給する。エッチング液Ｌは、処理液の一例である。
エッチング液供給部１００は、エッチング液供給源１０１と、エッチング液供給路１０２と、流量調整器１０３とを備える。
エッチング液供給源１０１は、たとえば、エッチング液Ｌを貯留するタンクである。実施形態に係るエッチング液Ｌは、リン酸（Ｈ３ＰＯ４）水溶液を含む。なお、本開示では、リン酸水溶液を単に「リン酸」とも呼称する。また、実施形態に係るエッチング液Ｌは、ケイ酸化合物（以下、単に「ケイ酸」とも呼称する。）を含んでいてもよい。
実施形態に係るエッチング液Ｌにおいて、ケイ酸化合物は、たとえば、コロイダルシリコンを分散させた溶液によって添加することができる。
エッチング液供給路１０２は、エッチング液供給源１０１と処理槽６１の外槽１１２との間を接続し、エッチング液供給源１０１から外槽１１２にエッチング液Ｌを供給する。
流量調整器１０３は、エッチング液供給路１０２に配置され、外槽１１２に供給されるエッチング液Ｌの流量を調整する。流量調整器１０３は、開閉弁、流量制御弁および流量計などを有する。
ＤＩＷ供給部１０５は、ＤＩＷ（DeIonized Water：脱イオン水）を基板処理部１１０に供給する。これにより、処理槽６１に貯留されるエッチング液Ｌのリン酸水溶液の濃度（以下、「リン酸濃度」とも呼称する。）を調整することができる。
ＤＩＷ供給部１０５は、ＤＩＷ供給源１０６と、ＤＩＷ供給路１０７と、流量調整器１０８とを備える。
ＤＩＷ供給源１０６は、たとえば、ＤＩＷを貯留するタンクである。ＤＩＷ供給路１０７は、ＤＩＷ供給源１０６と処理槽６１の外槽１１２との間を接続し、ＤＩＷ供給源１０６から外槽１１２にＤＩＷを供給する。
流量調整器１０８は、ＤＩＷ供給路１０７に配置され、外槽１１２に供給されるＤＩＷの流量を調整する。流量調整器１０８は、開閉弁、流量制御弁および流量計などを有する。
基板処理部１１０は、エッチング液供給部１００から供給されたエッチング液ＬにウェハＷを浸漬して、かかるウェハＷにエッチング処理を施す。ウェハＷは、基板の一例である。実施形態では、たとえば、ウェハＷ上に形成されたシリコン窒化膜およびシリコン酸化膜のうち、シリコン窒化膜を選択的にエッチングすることができる。
基板処理部１１０は、処理槽６１と、基板昇降機構６３と、エッチング液循環部１２０と、ガス供給部１４０とを備える。処理槽６１は、内槽１１１と、外槽１１２とを有する。
内槽１１１は、エッチング液Ｌ中にウェハＷを浸漬させるための槽であり、浸漬用のエッチング液Ｌを収容する。内槽１１１は、上部に開口部１１１ａを有し、エッチング液Ｌが開口部１１１ａ付近まで貯留される。
内槽１１１では、基板昇降機構６３を用いて複数のウェハＷがエッチング液Ｌに浸漬され、ウェハＷにエッチング処理が行われる。かかる基板昇降機構６３は、昇降可能に構成され、複数のウェハＷを垂直姿勢で前後に並べて保持する。
外槽１１２は、平面視で内槽１１１の四方を囲むように内槽１１１の外側に配置され、内槽１１１の開口部１１１ａから流出するエッチング液Ｌを受ける。図２に示すように、外槽１１２の液位は、内槽１１１の液位よりも低く維持される。
エッチング液循環部１２０は、内槽１１１と外槽１１２との間でエッチング液Ｌを循環させる。エッチング液循環部１２０は、循環路１２１と、ポンプ１２２と、ヒータ１２３と、フィルタ１２４と、濃度センサ１２５と、複数の（図では３つ）の処理液ノズル１２６とを有する。
循環路１２１は、外槽１１２と内槽１１１との間を接続する。循環路１２１の一端は外槽１１２の底部に接続され、循環路１２１の他端は内槽１１１内に位置する処理液ノズル１２６に接続される。循環路１２１には、外槽１１２側から順に、ポンプ１２２と、ヒータ１２３と、フィルタ１２４と、濃度センサ１２５とが位置する。
ポンプ１２２は、外槽１１２から循環路１２１を経て内槽１１１に送られるエッチング液Ｌの循環流を形成する。また、エッチング液Ｌは、内槽１１１の開口部１１１ａからオーバーフローすることで、再び外槽１１２へと流出する。このようにして、基板処理部１１０内にエッチング液Ｌの循環流が形成される。すなわち、この循環流は、外槽１１２、循環路１２１および内槽１１１において形成される。
ヒータ１２３は、循環路１２１を循環するエッチング液Ｌの温度を調整する。フィルタ１２４は、循環路１２１を循環するエッチング液Ｌを濾過する。濃度センサ１２５は、循環路１２１を循環するエッチング液Ｌ中のリン酸濃度を測定することで、処理槽６１に貯留されるエッチング液Ｌのリン酸濃度を測定する。濃度センサ１２５で生成された信号は、制御部９に送信される。
処理液ノズル１２６は、循環路１２１を循環するエッチング液Ｌを内槽１１１の内部で上向きに吐出し、内槽１１１の内部に上昇流を形成する。
ガス供給部１４０は、エッチング液Ｌが貯留される内槽１１１の底部および外槽１１２の底部にそれぞれ不活性ガス（たとえば窒素ガス）を供給する。これにより、内槽１１１の底部および外槽１１２の底部に、不活性ガスの気泡が吐出される。
ガス供給部１４０は、ガス供給源１４１と、ガス供給路１４２と、流量調整器１４３と、複数のガスノズル１４４と、ガス供給路１４５と、流量調整器１４６と、複数のガスノズル１４７とを有する。
ガス供給路１４２は、ガス供給源１４１と複数のガスノズル１４４との間を接続し、ガス供給源１４１から複数のガスノズル１４４に不活性ガスを供給する。
流量調整器１４３は、ガス供給路１４２に配置され、複数のガスノズル１４４に供給される不活性ガスの供給量を調整する。流量調整器１４３は、開閉弁、流量制御弁および流量計などを有する。
複数のガスノズル１４４は、たとえば、内槽１１１内におけるウェハＷおよび処理液ノズル１２６の下方において、複数列（図では６列）に並んで配置される。複数のガスノズル１４４は、内槽１１１に貯留されるエッチング液Ｌに不活性ガスの気泡を上向きに吐出し、内槽１１１の内部に上昇流を形成する。
ガス供給路１４５は、ガス供給源１４１と複数のガスノズル１４７との間を接続し、ガス供給源１４１から複数のガスノズル１４７に不活性ガスを供給する。
流量調整器１４６は、ガス供給路１４５に配置され、複数のガスノズル１４７に供給される不活性ガスの供給量を調整する。流量調整器１４６は、開閉弁、流量制御弁および流量計などを有する。
複数のガスノズル１４７は、たとえば、外槽１１２の底部において、平面視で内槽１１１の四辺に沿って複数列（図では２列）に並んで配置される。複数のガスノズル１４７は、たとえば、外槽１１２に貯留されるエッチング液Ｌに不活性ガスの気泡を上向きに吐出し、外槽１１２の内部に上昇流を形成する。
実施形態に係るエッチング処理装置６０は、複数のガスノズル１４４から不活性ガスの気泡を吐出することにより、内槽１１１内に並んで位置する複数のウェハＷの間の隙間に速い流れのエッチング液Ｌを供給することができる。したがって、実施形態によれば、複数のウェハＷを効率よくかつ均等にエッチング処理することができる。
また、実施形態に係るエッチング処理装置６０は、複数のガスノズル１４４から不活性ガスの気泡を吐出することで、内槽１１１に貯留されるエッチング液Ｌの蒸発を促進することができる。
また、実施形態に係るエッチング処理装置６０は、複数のガスノズル１４７から不活性ガスの気泡を吐出することで、外槽１１２に貯留されるエッチング液Ｌの蒸発を促進することができる。
＜実施形態＞
次に、実施形態に係るエッチング処理の詳細について、図３～図９を参照しながら説明する。図３は、実施形態に係る制御装置７の構成を示すブロック図である。図３に示すように、制御装置７は、記憶部８と、制御部９とを備える。
なお、制御装置７は、図３に示す機能部以外にも、既知のコンピュータが有する各種の機能部、たとえば各種の入力デバイスや音声出力デバイスなどの機能部を有することとしてもかまわない。
記憶部８は、たとえば、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどの半導体メモリ素子、ハードディスクや光ディスクなどの記憶装置によって実現される。記憶部８は、エッチング情報記憶部８ａを有する。また、記憶部８は、制御部９での処理に用いる情報を記憶する。
エッチング情報記憶部８ａには、エッチング液Ｌのリン酸濃度およびケイ酸濃度と、これらの濃度を有するエッチング液Ｌでのシリコン酸化膜およびシリコン窒化膜のエッチングレートとの関係を示す各種のデータが記憶される。このエッチング情報記憶部８ａに記憶されるデータの詳細について、図４～図７を参照しながら説明する。
図４は、複数のリン酸濃度におけるケイ酸濃度とシリコン酸化膜のエッチングレートとの関係の一例を示す図である。図４に示すように、実施形態に係るエッチング処理では、すべてのリン酸濃度において、エッチング液Ｌのケイ酸濃度が低いほど、シリコン酸化膜のエッチングレートが高い。
すなわち、実施形態に係るエッチング処理では、すべてのリン酸濃度において、エッチング液Ｌのケイ酸濃度が高くなるにしたがってシリコン酸化膜のエッチングレートが徐々に低下し、あるしきい値を超えるとエッチングレートが負の値となる。
このように、シリコン酸化膜のエッチングレートが負の値になるということは、エッチング処理においてウェハＷのシリコン酸化膜がエッチングされず、逆にシリコン酸化膜が堆積することを示している。
更に、実施形態に係るエッチング処理では、エッチング液Ｌのリン酸濃度が高くなるにしたがい、ケイ酸濃度の上昇に対してエッチングレートの低下する割合が徐々に緩やかになると共に、エッチングレートが負の値になるケイ酸濃度のしきい値が徐々に上昇する。
そして、図４に示した測定結果に基づいて、制御部９（図３参照）は、図５に示すようなデータを算出することができる。図５は、複数のリン酸濃度におけるケイ酸濃度の上限値および下限値について示す図である。
図５に示すように、実施形態に係るエッチング処理では、エッチング液Ｌ中のそれぞれのリン酸濃度において、ケイ酸濃度の上限値および下限値が存在する。ケイ酸濃度の下限値は、たとえば、図４に示した結果において、シリコン酸化膜のエッチングレートが所与の正の値である場合に対応する。
シリコン酸化膜のエッチングレートが所与の正の値を超える場合、シリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比が所望の比率（たとえば、９００：１や１９００：１など）を維持できなくなるため、所望のエッチング処理が困難となる。
そのため、実施形態に係るエッチング処理では、それぞれのリン酸濃度において、ケイ酸濃度の下限値が設定される。
また、ケイ酸濃度の上限値は、たとえば、図４に示した結果において、シリコン酸化膜のエッチングレートがゼロよりも小さい場合に対応する。シリコン酸化膜のエッチングレートが負の値である場合、エッチング処理の際にウェハＷにシリコン酸化膜が堆積するため、所望のエッチング処理が困難となる。
そのため、実施形態に係るエッチング処理では、それぞれのリン酸濃度において、ケイ酸濃度の上限値が設定される。
そして、図５に示すように、実施形態に係るエッチング処理では、エッチング液Ｌのリン酸濃度が高くなるにしたがい、ケイ酸濃度の下限値と上限値との間のマージン（以下、「リグロースマージン」とも呼称する。）が徐々に広がる。
これは、実施形態に係るエッチング処理において、エッチング液Ｌのリン酸濃度が高くなるにしたがい、ケイ酸濃度の許容範囲が徐々に広がることを示している。
図６は、複数のリン酸濃度におけるケイ酸濃度とエッチング選択比との関係を示す模式図である。なお、以降の図面等において、「エッチング選択比の値」とは、シリコン酸化膜のエッチングレートを１とした場合のシリコン窒化膜のエッチングレートの値である。
図６に示すように、実施形態に係るエッチング処理では、すべてのリン酸濃度において、エッチング液Ｌのケイ酸濃度が上昇するにしたがい、エッチング選択比も徐々に上昇する。
また、実施形態に係るエッチング処理では、エッチング液Ｌのリン酸濃度が高くなるにしたがい、ケイ酸濃度の上昇に対してエッチングレートの上昇する割合が徐々に緩やかになる。
これにより、図６に示すように、実施形態に係るエッチング処理では、所望のエッチング選択比が得られるケイ酸濃度の値が、エッチング液Ｌのリン酸濃度が高くなるにしたがい、徐々に上昇する。
図７は、リン酸濃度とシリコン窒化膜のエッチングレートとの関係の一例を示す図である。図７に示すように、実施形態に係るエッチング処理では、エッチング液Ｌのリン酸濃度が上昇するにしたがい、シリコン窒化膜のエッチングレートが徐々に減少する。
これは、実施形態に係るエッチング処理において、エッチング液Ｌのリン酸濃度が高くなるにしたがい、所望のエッチング処理を完了させるまでの処理時間が長くなることを示している。
図４～図７まで示したデータは、たとえば、複数のリン酸濃度および複数のケイ酸濃度をそれぞれ有する複数種類のエッチング液Ｌにおいて、シリコン酸化膜およびシリコン窒化膜のエッチングレートをそれぞれ測定することで、取得することができる。そして、取得された各種のデータは、記憶部８のエッチング情報記憶部８ａにあらかじめ記憶される。
図３の説明に戻る。制御部９は、たとえば、ＣＰＵ、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などによって、記憶部８に記憶されているプログラムがＲＡＭを作業領域として実行されることにより実現される。
また、制御部９は、たとえば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの集積回路により実現されるようにしてもよい。
制御部９は、取得部９ａと、算出部９ｂと、判定部９ｃと、濃度制御部９ｄと、設定部９ｅとを有し、以下に説明する制御処理の機能や作用を実現または実行する。なお、制御部９の内部構成は、図３に示した構成に限られず、後述する制御処理を行う構成であれば他の構成であってもよい。
取得部９ａは、エッチング処理を行う予定の複数のウェハＷにおけるシリコン窒化膜およびシリコン酸化膜の形成状態を取得する。取得部９ａは、たとえば、フープＨ（図１参照）のロットＩＤに基づいて、次にエッチング処理を行う予定の複数のウェハＷにおけるシリコン窒化膜およびシリコン酸化膜の形成状態を取得する。
このフープＨのロットＩＤは、たとえば、記憶部８や外部の記憶装置（図示せず）などにあらかじめ記憶されている。
たとえば、取得部９ａは、複数のウェハＷにおけるシリコン窒化膜およびシリコン酸化膜の形成状態として、複数のウェハＷに形成されたシリコン窒化膜およびシリコン酸化膜の膜厚や積層数などを取得する。また、取得部９ａは、たとえば、フープＨのロットＩＤに基づいて、次にエッチング処理を行う予定のウェハＷの枚数を取得する。
算出部９ｂは、各種の算出処理を行う。かかる算出処理の詳細について、図８を参照しながら説明する。図８は、算出部９ｂで算出されるケイ酸化合物の濃度推移直線Ｌ１、リン酸の濃度推移直線Ｌ２、およびエッチング選択比の推移曲線Ｌ３の一例について示す図である。
算出部９ｂは、取得部９ａが取得した複数のウェハＷにおけるシリコン窒化膜およびシリコン酸化膜の形成状態に基づいて、図８の（ａ）に示すように、この複数のウェハＷのエッチング処理におけるケイ酸濃度の時間推移を算出する。
実施形態に係るエッチング処理では、図８の（ａ）に示すように、複数のウェハＷのエッチング処理におけるケイ酸濃度の時間推移が徐々に上昇する。これは、複数のウェハＷ全体からシリコン酸化膜が徐々に溶出するためである。
また、算出部９ｂは、図８の（ｂ）に示すように、エッチング液Ｌのリン酸濃度がその時点での濃度で維持されるようなリン酸の濃度推移直線Ｌ２を算出する。
また、算出部９ｂは、エッチング液Ｌのケイ酸濃度およびリン酸濃度が、濃度推移直線Ｌ１、Ｌ２に示される値で推移する場合のエッチング選択比の時間推移を算出する。
たとえば、算出部９ｂは、濃度推移直線Ｌ１、Ｌ２と、図６などに示したデータとに基づいて、このエッチング選択比の時間推移を算出する。これにより、図８の（ｃ）に示すように、エッチング選択比の時間推移が推移曲線Ｌ３として算出される。このエッチング選択比の推移曲線Ｌ３は、エッチング処理が進むにしたがい徐々に上昇する。
図３の説明に戻る。判定部９ｃは、エッチング処理の開始から完了までの間、エッチング選択比が所与の範囲内となるようなエッチング処理が可能か否かを判定する。
具体的には、判定部９ｃは、上述のように算出されたエッチング選択比の推移曲線Ｌ３（図８参照）で示されるエッチング選択比の時間推移が、所与のエッチング選択比の範囲（例えば、９００～１１００や１９００～２１００等）内で維持されるか否かを判定する。
濃度制御部９ｄは、エッチング処理の開始から完了までの間、エッチング選択比が所与の範囲内となるように、エッチング液Ｌのリン酸濃度を制御する。
たとえば、濃度制御部９ｄは、エッチング選択比の時間推移が所与の範囲内であると判定された場合に、エッチング処理の開始から完了までの間、リン酸の濃度推移直線Ｌ２（図８参照）に沿ってエッチング液Ｌのリン酸濃度を制御する。
この際、エッチング液Ｌのリン酸濃度が濃度推移直線Ｌ２よりも低下した場合には、濃度制御部９ｄがガス供給部１４０を動作させて、エッチング液Ｌの蒸発を促進する。一方で、エッチング液Ｌのリン酸濃度が濃度推移直線Ｌ２よりも上昇した場合には、濃度制御部９ｄがＤＩＷ供給部１０５を動作させて、エッチング液Ｌのリン酸濃度を低下させる。
これにより、複数のウェハＷのエッチング処理において、エッチング液Ｌのケイ酸濃度が徐々に上昇する場合でも、エッチング液Ｌの新液を補充することなく所望のエッチング選択比の範囲内でエッチング処理を実施することができる。
したがって、実施形態によれば、リン酸を含んだエッチング液Ｌを用いてウェハＷをエッチングする技術において、エッチング液Ｌの使用量を削減することができる。
また、実施形態では、濃度制御部９ｄが、リン酸の濃度推移直線Ｌ２に基づいて複数のウェハＷのエッチング処理を行う際に、濃度センサ１２５（図２参照）の測定結果に基づいてエッチング液Ｌのリン酸濃度を制御するとよい。
これにより、エッチング処理を行う際にリン酸の濃度推移直線Ｌ２を精度よくトレースすることができるため、複数のウェハＷのエッチング処理を精度よく実施することができる。
なお、一回のエッチング処理における開始から完了までのエッチング時間は、たとえば、エッチング処理を開始する際のエッチング液Ｌのリン酸濃度と、図７に示したシリコン窒化膜のエッチングレートとに基づいて決定される。
図３の説明に戻る。設定部９ｅは、エッチング処理の開始から完了までの間、エッチング選択比が所与の範囲となるようなエッチング処理が可能で無いと判定部９ｃが判定した場合に、エッチング液Ｌの新たなリン酸濃度を設定する。
かかる新たなリン酸濃度は、その時点でのリン酸濃度よりも高濃度であり、かつ、エッチング処理の開始から完了までの間、エッチング選択比が所与の範囲内となるようなエッチング処理を可能とするリン酸濃度である。また、設定部９ｅは、処理槽６１に貯留されるエッチング液Ｌのリン酸濃度を、新たに設定されたリン酸濃度の値に調整する。
このように、実施形態では、エッチング選択比が上限値Ａ２（図９参照）を超えるため、そのままでは次のエッチング処理が所与のエッチング選択比の範囲内で実施できない場合でも、新たなリン酸濃度を設定することで、次のエッチング処理が実施可能となる。
すなわち、実施形態では、エッチング選択比が上限値Ａ２を超えるため、そのままでは次のエッチング処理が実施できない場合でも、処理槽６１のエッチング液Ｌを交換する必要がなくなるため、エッチング液Ｌの使用量を削減することができる。
図９は、実施形態に係るエッチング処理におけるエッチング液Ｌのリン酸濃度およびエッチング選択比の時間推移の一例について示す図である。
図９に示すように、実施形態に係るエッチング処理では、処理槽６１においてエッチング液Ｌの液交換が行われ、エッチング液Ｌのリン酸濃度が所与の初期濃度Ｃａ（たとえば、８５ｗｔ％～９０ｗｔ％程度）に設定される。またこの際、エッチング液Ｌの温度は、たとえば１５０℃～１７０℃に設定される。
そして、濃度制御部９ｄ（図３参照）は、新液への交換後１番目の複数のウェハＷ（図１参照）のエッチング処理Ｘ１を、リン酸の濃度推移直線Ｌ２に基づいて行う。すなわち、１番目のエッチング処理Ｘ１では、濃度制御部９ｄが、初期濃度Ｃａで一定となるようにリン酸濃度を制御する。
そして、１番目のエッチング処理Ｘ１では、エッチング選択比の推移曲線Ｌ３が、所与の下限値Ａ１（例えば、９００や１９００など）と所与の上限値Ａ２（例えば、１１００や２１００など）との間に入るように、複数のウェハＷのエッチング処理が行われる。
一方で、次に行われる２番目のエッチング処理Ｘ２では、リン酸濃度を前回の初期濃度Ｃａで維持した場合、エッチング選択比が上限値Ａ２を超えてしまう。
そこで、実施形態に係るエッチング処理では、設定部９ｅが、新たなリン酸濃度Ｃａ１を設定する。これにより、図６に示したように、エッチング液Ｌが同じケイ酸濃度であっても、エッチング選択比が減少する。
この新たなリン酸濃度Ｃａ１は、たとえば、１番目のエッチング処理Ｘ１が終了した際のエッチング液Ｌのケイ酸濃度において、エッチング選択比が下限値Ａ１となるリン酸濃度である。
そして、２番目のエッチング処理Ｘ２では、濃度制御部９ｄが、新たなリン酸濃度Ｃａ１で一定となるようにリン酸濃度を制御する。これにより、２番目のエッチング処理Ｘ２では、エッチング選択比の推移曲線Ｌ３が、所与の下限値Ａ１と所与の上限値Ａ２との間に入る。
次に行われる３番目のエッチング処理Ｘ３では、リン酸濃度を前回のリン酸濃度Ｃａ１で維持した場合にも、エッチング選択比が上限値Ａ２を超えない。そこで、実施形態に係るエッチング処理では、前回のリン酸濃度Ｃａ１が維持される。
そして、３番目のエッチング処理Ｘ３では、濃度制御部９ｄが、前回のリン酸濃度Ｃａ１で一定となるようにリン酸濃度を制御する。これにより、３番目のエッチング処理Ｘ３では、エッチング選択比の推移曲線Ｌ３が、所与の下限値Ａ１と所与の上限値Ａ２との間に入る。
一方で、次に行われる４番目のエッチング処理Ｘ４では、リン酸濃度を前回のリン酸濃度Ｃａ１で維持した場合、エッチング選択比が上限値Ａ２を超えてしまう。
そこで、実施形態に係るエッチング処理では、設定部９ｅが、新たなリン酸濃度Ｃａ２を設定する。これにより、図６に示したように、エッチング液Ｌが同じケイ酸濃度であっても、エッチング選択比が減少する。
この新たなリン酸濃度Ｃａ２は、たとえば、３番目のエッチング処理Ｘ３が終了した際のエッチング液Ｌのケイ酸濃度において、エッチング選択比が下限値Ａ１となるリン酸濃度である。
そして、４番目のエッチング処理Ｘ４では、濃度制御部９ｄが、新たなリン酸濃度Ｃａ２で一定となるようにリン酸濃度を制御する。これにより、４番目のエッチング処理Ｘ４では、エッチング選択比の推移曲線Ｌ３が、所与の下限値Ａ１と所与の上限値Ａ２との間に入る。
このように、実施形態では、同じエッチング液Ｌを用いて、複数のウェハＷのパッチ処理を繰り返して行うことができる。
そして、濃度制御部９ｄは、ｎ番目のエッチング処理Ｘｎを、上限のリン酸濃度Ｃｂで一定となるようにリン酸濃度を制御する。そして、実施形態では、次のエッチング処理ではエッチング選択比が上限値Ａ２を超えてしまうため、処理槽６１においてエッチング液Ｌの液交換が行われる。
このように、実施形態では、複数回のエッチング処理Ｘ１～Ｘｎにおいて、エッチング液Ｌのケイ酸濃度が徐々に上昇する場合でも、エッチング液Ｌの新液を補充することなく所望のエッチング選択比の範囲内でエッチング処理を実施することができる。
したがって、実施形態によれば、リン酸を含んだエッチング液Ｌを用いてウェハＷをエッチングする技術において、エッチング液Ｌの使用量を削減することができる。
また、実施形態では、濃度制御部９ｄが、図９に示すように同じエッチング液Ｌを継続して使用する場合に、エッチング選択比が所定の範囲内となるように、エッチング液Ｌのリン酸濃度を階段状に上昇させるとよい。
これにより、エッチング液Ｌの新液を補充することなく所望のエッチング選択比の範囲内でエッチング処理を実施することができるため、エッチング液Ｌの使用量を削減することができる。
また、実施形態では、エッチング液Ｌのリン酸濃度を階段状に上昇させる手段として、ガス供給部１４０を動作させてエッチング液Ｌの蒸発を促進させるとよい。これにより、簡便な手段でエッチング液Ｌのリン酸濃度を階段状に上昇させることができる。
また、実施形態では、内槽１１１だけでなく、外槽１１２にもガスノズル１４７を配置するとよい。これにより、処理槽６１に貯留されるエッチング液Ｌの蒸発をさらに促進することができるため、新たなリン酸濃度が設定される際に、かかる新たなリン酸濃度まで素早く到達させることができる。
したがって、実施形態によれば、エッチング処理のスループットを向上させることができる。
また、実施形態では、所与のエッチング選択比の範囲が任意の範囲であるとよい。これにより、ユーザの希望に合わせて様々なエッチング選択比の範囲で実施形態のエッチング処理を実施することができる。
なお、ここまで説明した実施形態では、複数のウェハＷを一括で処理するバッチ処理に対して本開示の技術を適用した例について示したが、本開示はかかる例に限られない。たとえば、ウェハＷを１枚ずつエッチング処理する枚葉処理に対して本開示の技術が適用されてもよい。
この場合、たとえば、エッチング処理に用いたエッチング液Ｌを再利用する再利用機構が枚葉処理の基板処理部に設けられ、かかる再利用機構において上記の技術が適用されるとよい。
また、本開示の技術では、処理槽６１内のエッチング液Ｌのケイ酸濃度を測定するケイ酸濃度センサが別途設けられ、このケイ酸濃度センサの測定値と、図５に示したリグロースマージンのデータとに基づいて、エッチング液Ｌのリン酸濃度を制御してもよい。
これによっても、エッチング液Ｌの新液を補充することなく所望のエッチング選択比の範囲内でエッチング処理を実施することができるため、エッチング液Ｌの使用量を削減することができる。
実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）は、基板処理部１１０と、制御部９と、を備える。基板処理部１１０は、シリコン窒化膜およびシリコン酸化膜が表面に形成される１または複数の基板（ウェハＷ）を、リン酸水溶液およびケイ酸化合物を含む処理液（エッチング液Ｌ）でエッチング処理する。制御部９は、各部を制御する。また、制御部９は、濃度制御部９ｄを有する。濃度制御部９ｄは、エッチング処理の開始から完了までの間、シリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比が所与の範囲内となるように、処理液（エッチング液Ｌ）のリン酸濃度を制御する。これにより、リン酸水溶液を含んだエッチング液Ｌを用いてウェハＷをエッチングする技術において、エッチング液Ｌの使用量を削減することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）は、処理液（エッチング液Ｌ）のリン酸濃度を測定する濃度センサ１２５、をさらに備える。そして、濃度制御部９ｄは、濃度センサ１２５の測定結果に基づいて、処理液（エッチング液Ｌ）のリン酸濃度を制御する。これにより、ウェハＷのエッチング処理を精度よく実施することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）において、濃度制御部９ｄは、エッチング選択比が所与の範囲内である場合の処理液中のリン酸濃度とケイ酸濃度との関係を示すデータに基づいて、処理液（エッチング液Ｌ）のリン酸濃度を補正する。これにより、ウェハＷのエッチング処理を精度よく実施することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）において、所与の範囲は、任意の範囲である。これにより、ユーザの希望に合わせて様々なエッチング選択比の範囲で実施形態のエッチング処理を実施することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）において、同じ処理液（エッチング液Ｌ）を継続して使用する場合に、濃度制御部９ｄは、あるエッチング処理では処理液（エッチング液Ｌ）のリン酸濃度をある値で一定に保つ。また、同じ処理液（エッチング液Ｌ）を継続して使用する場合に、濃度制御部９ｄは、あるエッチング処理よりも後のエッチング処理では処理液（エッチング液Ｌ）のリン酸濃度をある値以上の値で一定に保つ。これにより、エッチング液Ｌの使用量を削減することができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）において、基板処理部１１０は、内槽１１１と、外槽１１２と、ガス供給部１４０とを有する。内槽１１１は、上部に開口部１１１ａを有し、処理液（エッチング液Ｌ）を貯留し、複数の基板（ウェハＷ）を浸漬処理する。外槽１１２は、内槽１１１の外側に配置され、開口部１１１ａから流出する処理液（エッチング液Ｌ）を受ける。ガス供給部１４０は、内槽１１１および外槽１１２の底部に不活性ガスを供給する。また、濃度制御部９ｄは、内槽１１１および外槽１１２の少なくとも一方に供給される不活性ガスの量を制御することで、処理液（エッチング液Ｌ）のリン酸濃度を階段状に上昇させる。これにより、簡便な手段でエッチング液Ｌのリン酸濃度を階段状に上昇させることができる。
また、実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）において、制御部９は、判定部９ｃを有する。判定部９ｃは、エッチング処理の開始から完了までの間、エッチング選択比が所与の範囲内となるようなエッチング処理が可能か否かを判定する。また、判定部９ｃは、エッチング処理が開始される際の内槽１１１内の処理液のリン酸濃度およびケイ酸濃度と、複数の基板におけるシリコン窒化膜およびシリコン酸化膜の形成状態とに基づいて判定する。これにより、そのままでは次のエッチング処理が所与のエッチング選択比の範囲内で実施できない場合でも、設定部９ｅによるリン酸濃度の再設定処理を実施することで、次のエッチング処理が問題無く実施可能となる。
また、実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）において、制御部９は、設定部９ｅを有する。設定部９ｅは、エッチング処理の開始から完了までの間、エッチング選択比が所与の範囲内となるようなエッチング処理を可能とする新たなリン酸濃度を設定する。また、設定部９ｅは、エッチング処理の開始から完了までの間、エッチング選択比が所与の範囲内となるようなエッチング処理が可能で無いと判定部９ｃが判定した場合に、新たなリン酸濃度を設定する。これにより、そのままでは次のエッチング処理が所与のエッチング選択比の範囲内で実施できない場合でも、次のエッチング処理が問題無く実施可能となる。
また、実施形態に係る基板処理装置（基板処理システム１）において、制御部９は、取得部９ａを有する。取得部９ａは、基板（ウェハＷ）の枚数と、基板（ウェハＷ）の処理レシピとを有するフープＨのロットＩＤに基づいて、複数の基板（ウェハＷ）におけるシリコン窒化膜およびシリコン酸化膜の形成状態を取得する。これにより、ウェハＷのエッチング処理を精度よく実施することができる。
＜制御処理の手順＞
つづいて、実施形態に係る制御処理の手順について、図１０を参照しながら説明する。図１０は、実施形態に係る基板処理システム１が実行する制御処理の手順の一例を示すフローチャートである。
実施形態に係る制御処理では、まず、制御部９が、交換された処理槽６１内のエッチング液Ｌのリン酸濃度を初期値（初期濃度Ｃａ）（図９参照）に調整する（ステップＳ１０１）。
次に、制御部９は、フープＨのロットＩＤに基づいて、フープＨに収容され、次にエッチング処理を行う予定の複数のウェハＷのウェハ情報を取得する（ステップＳ１０２）。かかるステップＳ１０２の処理では、次にエッチング処理を行う予定のウェハＷの枚数や、複数のウェハＷにおけるシリコン窒化膜およびシリコン酸化膜の形成状態などが取得される。
次に、制御部９は、取得されたウェハＷのウェハ情報に基づいて、次のエッチング処理におけるケイ酸化合物の濃度推移直線Ｌ１を算出する（ステップＳ１０３）。そして、制御部９は、算出されたケイ酸化合物の濃度推移直線Ｌ１に基づいて、次のエッチング処理におけるリン酸の濃度推移直線Ｌ２を算出する（ステップＳ１０４）。
次に、制御部９は、算出されたケイ酸化合物の濃度推移直線Ｌ１およびリン酸の濃度推移直線Ｌ２に基づいて、次のエッチング処理におけるエッチング選択比の推移曲線Ｌ３を算出する（ステップＳ１０５）。
次に、制御部９は、算出されたエッチング選択比の推移曲線Ｌ３において、エッチング選択比が所与の範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。
そして、エッチング選択比が所与の範囲内であると判定された場合（ステップＳ１０６，Ｙｅｓ）、制御部９は、複数のウェハＷを一括で処理槽６１の内槽１１１に搬入する（ステップＳ１０７）。そして、制御部９は、処理槽６１において、複数のウェハＷを一括でエッチング処理する（ステップＳ１０８）。
次に、制御部９は、ステップＳ１０４の処理で算出されたリン酸の濃度推移直線Ｌ２に基づいて、エッチング処理中のエッチング液Ｌのリン酸濃度を制御する（ステップＳ１０９）。そして、制御部９は、エッチング処理が終了した複数のウェハＷを処理槽６１から搬出し（ステップＳ１１０）、ステップＳ１０２の処理に戻る。
一方で、上記のステップＳ１０６の処理において、エッチング選択比が所与の範囲内でないと判定された場合（ステップＳ１０６，Ｎｏ）、制御部９は、処理槽６１のエッチング液Ｌの新たなリン酸濃度を設定する（ステップＳ１１１）。
次に、制御部９は、新たに設定されたリン酸濃度が、所与の上限値Ｃｂを超えるか否かを判定する（ステップＳ１１２）。そして、新たに設定されたリン酸濃度が、所与の上限値を超えないと判定された場合（ステップＳ１１２，Ｎｏ）、ステップＳ１０３の処理に戻る。
一方で、リン酸濃度が所与の上限値を超えると判定された場合（ステップＳ１１２、Ｙｅｓ）、処理槽６１のエッチング液Ｌを新しい液に交換し（ステップＳ１１３）、一連の基板処理を終了する。
実施形態に係る基板処理方法は、エッチング工程（ステップＳ１０８）と、濃度制御工程（ステップＳ１０９）と、を含む。エッチング工程（ステップＳ１０８）は、シリコン窒化膜およびシリコン酸化膜が表面に形成される１または複数の基板（ウェハＷ）を、リン酸およびケイ酸化合物を含む処理液（エッチング液Ｌ）でエッチング処理する。濃度制御工程（ステップＳ１０９）は、エッチング処理の開始から完了までの間、シリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比が所与の範囲内となるように、処理液（エッチング液Ｌ）のリン酸濃度を制御する。これにより、リン酸水溶液を含んだエッチング液Ｌを用いてウェハＷをエッチングする技術において、エッチング液Ｌの使用量を削減することができる。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
１ 基板処理システム（基板処理装置の一例）
７ 制御装置
８ 記憶部
８ａ エッチング情報記憶部
９ 制御部
９ａ 取得部
９ｂ 算出部
９ｃ 判定部
９ｄ 濃度制御部
９ｅ 設定部
６１ 処理槽
１１０ 基板処理部
１１１ 内槽
１１２ 外槽
１４０ ガス供給部
Ｗ ウェハ（基板の一例）
Ｌ エッチング液（処理液の一例）

Claims (10)

  1. シリコン窒化膜およびシリコン酸化膜が表面に形成される１または複数の基板を、リン酸およびケイ酸化合物を含む処理液でエッチング処理する基板処理部と、
    各部を制御する制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、
    前記エッチング処理の開始から完了までの間、シリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比が所与の範囲内となるように、前記処理液のリン酸濃度を制御する濃度制御部、を有する
    基板処理装置。
  2. 前記処理液のリン酸濃度を測定する濃度センサ、をさらに備え、
    前記濃度制御部は、前記濃度センサの測定結果に基づいて、前記処理液のリン酸濃度を制御する
    請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記濃度制御部は、前記エッチング選択比が前記所与の範囲内である場合の前記処理液中のリン酸濃度とケイ酸濃度との関係を示すデータに基づいて、前記処理液のリン酸濃度を制御する
    請求項１または２に記載の基板処理装置。
  4. 前記所与の範囲は、任意の範囲である
    請求項１または２に記載の基板処理装置。
  5. 同じ前記処理液を継続して使用する場合に、前記濃度制御部は、あるエッチング処理では前記処理液のリン酸濃度をある値で一定に保つとともに、前記あるエッチング処理よりも後のエッチング処理では前記処理液のリン酸濃度を前記ある値以上の値で一定に保つ
    請求項１または２に記載の基板処理装置。
  6. 前記基板処理部は、
    上部に開口部を有し、前記処理液を貯留し、複数の前記基板を浸漬処理する内槽と、
    前記内槽の外側に配置され、前記開口部から流出する前記処理液を受ける外槽と、
    前記内槽および前記外槽の底部に不活性ガスを供給するガス供給部と、
    を有し、
    前記濃度制御部は、前記内槽および前記外槽の少なくとも一方に供給される不活性ガスの量を制御することで、前記処理液のリン酸濃度を階段状に上昇させる
    請求項５に記載の基板処理装置。
  7. 前記制御部は、
    前記エッチング処理が開始される際の前記内槽内の前記処理液のリン酸濃度およびケイ酸濃度と、複数の前記基板におけるシリコン窒化膜およびシリコン酸化膜の形成状態とに基づいて、前記エッチング処理の開始から完了までの間、前記エッチング選択比が前記所与の範囲内となるようなエッチング処理が可能か否かを判定する判定部、を有する
    請求項６に記載の基板処理装置。
  8. 前記制御部は、
    前記エッチング処理の開始から完了までの間、前記エッチング選択比が前記所与の範囲内となるようなエッチング処理が可能で無いと前記判定部が判定した場合に、前記エッチング処理の開始から完了までの間、前記エッチング選択比が前記所与の範囲内となるようなエッチング処理を可能とする新たなリン酸濃度を設定する設定部、を有する
    請求項７に記載の基板処理装置。
  9. 前記制御部は、
    前記基板の枚数と、前記基板の処理レシピとを有するフープのロットＩＤに基づいて、複数の前記基板におけるシリコン窒化膜およびシリコン酸化膜の形成状態を取得する取得部、を有する
    請求項７に記載の基板処理装置。
  10. シリコン窒化膜およびシリコン酸化膜が表面に形成される１または複数の基板を、リン酸およびケイ酸化合物を含む処理液でエッチング処理するエッチング工程と、
    前記エッチング処理の開始から完了までの間、シリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比が所与の範囲内となるように、前記処理液のリン酸濃度を制御する濃度制御工程と、
    を含む基板処理方法。
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