(57)【要約】【課題】エッチング液を全部交換することなく、ウエハから溶出されるエッチング液中の溶出成分濃度を決められた一定の範囲に保って、ウエハに対して精度良くエッチング処理を施す。【解決手段】エッチング方法は、複数のエッチング工程と、各エッチング工程間のインターバル工程とを備えている。各エッチング工程はエッチング処理に供されたエッチング液を第１設定量だけ排出し、新規エッチング液を第２設定量だけ供給する第１部分交換パターンを含む。インターバル工程はエッチング処理に供されたエッチング液を第３設定量だけ排出し、新規エッチング液を第４設定量だけ供給する第２部分交換パターンを含む。【選択図】図２
2015070080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エッチング処理部内に収納された被処理体に対してエッチング液を用いてエッチング処理を施すエッチング工程と、
前記被処理体へのエッチング工程と次の被処理体のエッチング工程間のインターバル工程とを備え、
前記エッチング工程はエッチング処理に供された前記エッチング処理部内のエッチング液を第１設定量だけ排出する工程と、新規エッチング液を前記エッチング処理部内へ第２設定量だけ供給する工程とを有する第１部分交換パターンを含み、
前記インターバル工程はエッチング処理に供された前記エッチング処理部内のエッチング液を第３設定量だけ排出する工程と、新規エッチング液を前記エッチング処理部内へ第４設定量だけ供給する工程とを有する第２部分交換パターンを含むことを特徴とするエッチング方法。
【請求項２】
前記エッチング工程の前記第１部分交換パターンは前記エッチング処理に供された前記エッチング液を連続的に前記第１設定量だけ排出する工程と、前記新規エッチング液を連続的に前記第２設定量だけ供給する工程とを有することを特徴とする請求項１記載のエッチング方法。
【請求項３】
前記エッチング工程の前記第１部分交換パターンは前記エッチング処理に供された前記エッチング液を断続的に前記第１設定量だけ排出する工程と、前記新規エッチング液を断続的に前記第２設定量だけ供給する工程とを有することを特徴とする請求項１または２記載のエッチング方法。
【請求項４】
前記インターバル工程の前記第２部分交換パターンは前記エッチング処理に供された前記エッチング液を連続的に前記第３設定量だけ排出する工程と、前記新規エッチング液を連続的に前記第４設定量だけ供給する工程とを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載のエッチング方法。
【請求項５】
前記インターバル工程の前記第２部分交換パターンは前記エッチング処理に供された前記エッチング液を断続的に前記第３設定量だけ排出する工程と、前記新規エッチング液を断続的に前記第４設定量だけ供給する工程とを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載のエッチング方法。
【請求項６】
前記インターバル工程の前記第２部分交換パターンは前記インターバル工程直後の前記エッチング工程開始時に前記エッチング処理に供された前記被処理体から溶出されるエッチング液中の溶出成分濃度が所定値に戻るよう定められた第３設定量と第４設定量を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載のエッチング方法。
【請求項７】
前記エッチング工程の前記第１部分交換パターンは前記エッチング処理部のエッチング液の濃度が一定となるよう定められた前記第１設定値と前記第２設定値を含み、前記インターバル工程の前記第２部分交換パターンは前記エッチング処理部のエッチング液の濃度が一定となるよう定められた前記第３設定値と前記第４設定値を含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか記載のエッチング方法。
【請求項８】
被処理体に対してエッチング処理を施すエッチング装置において、
被処理体を収納してエッチング液によりエッチング処理を施すエッチング処理部と、
前記エッチング処理部においてエッチング処理に供されたエッチング液を排出する排出部と、
前記エッチング処理部に新規エッチング液を供給する供給部と、
前記エッチング処理部と、前記排出部と、前記供給部とを駆動制御してエッチング方法を実行する制御装置とを備え、
前記制御装置により実行されるエッチング方法は、
エッチング処理部内に収納された被処理体に対してエッチング液を用いてエッチング処理を施すエッチング工程と、
前記被処理体へのエッチング工程と次の被処理体のエッチング工程間のインターバル工程とを備え、
前記エッチング工程はエッチング処理に供された前記エッチング処理部内のエッチング液を第１設定量だけ排出する工程と、新規エッチング液を前記エッチング処理部内へ第２設定量だけ供給する工程とを有する第１部分交換パターンを含み、
前記インターバル工程はエッチング処理に供された前記エッチング処理部内のエッチング液を第３設定量だけ排出する工程と、新規エッチング液を前記エッチング処理部内へ第４設定量だけ供給する工程とを有する第２部分交換パターンを含むことを特徴とするエッチング装置。
【請求項９】
前記エッチング工程の前記第１部分交換パターンは前記エッチング処理に供された前記エッチング液を連続的に前記第１設定量だけ排出する工程と、前記新規エッチング液を連続的に前記第２設定量だけ供給する工程とを有することを特徴とする請求項８記載のエッチング装置。
【請求項１０】
前記エッチング工程の前記第１部分交換パターンは前記エッチング処理に供された前記エッチング液を断続的に前記第１設定量だけ排出する工程と、前記新規エッチング液を断続的に前記第２設定量だけ供給する工程とを有することを特徴とする請求項８または９記載のエッチング装置。
【請求項１１】
前記インターバル工程の前記第２部分交換パターンは前記エッチング処理に供された前記エッチング液を連続的に前記第３設定量だけ排出する工程と、前記新規エッチング液を連続的に前記第４設定量だけ供給する工程とを有することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか記載のエッチング装置。
【請求項１２】
前記インターバル工程の前記第２部分交換パターンは前記エッチング処理に供された前記エッチング液を断続的に前記第３設定量だけ排出する工程と、前記新規エッチング液を断続的に前記第４設定量だけ供給する工程とを有することを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか記載のエッチング装置。
【請求項１３】
前記インターバル工程の前記第２部分交換パターンは前記インターバル工程直後の前記エッチング工程開始時に前記エッチング処理に供された前記被処理体から溶出されるエッチング液中の溶出成分濃度が所定値に戻るよう定められた第３設定量と第４設定量を含むことを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか記載のエッチング装置。
【請求項１４】
前記エッチング工程の前記第１部分交換パターンは前記エッチング処理部のエッチング液の濃度が一定となるよう定められた前記第１設定値と前記第２設定値を含み、前記インターバル工程の前記第２部分交換パターンは前記エッチング処理部のエッチング液の濃度が一定となるよう定められた前記第３設定値と前記第４設定値を含むことを特徴とする請求項８乃至１３のいずれか記載のエッチング装置。
【請求項１５】
コンピュータにエッチング方法を実行させるためのコンピュータプログラムを格納した記憶媒体において、
エッチング方法は、
エッチング処理部内に収納された被処理体に対してエッチング液を用いてエッチング処理を施すエッチング工程と、
前記被処理体へのエッチング工程と次の被処理体のエッチング工程間のインターバル工程とを備え、
前記エッチング工程はエッチング処理に供された前記エッチング処理部内のエッチング液を第１設定量だけ排出する工程と、新規エッチング液を前記エッチング処理部内へ第２設定量だけ供給する工程とを有する第１部分交換パターンを含み、
前記インターバル工程はエッチング処理に供された前記エッチング処理部内のエッチング液を第３設定量だけ排出する工程と、新規エッチング液を前記エッチング処理部内へ第４設定量だけ供給する工程とを有する第２部分交換パターンを含むことを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエッチング方法、エッチング装置および記憶媒体に係り、とりわけ半導体ウエハ等の被処理体に対してエッチング液によりエッチング処理を施すエッチング方法、エッチング装置および記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体ウエハ等の被処理体に対するウエットエッチング方法においては、エッチング液として燐酸を使用して窒化膜−酸化膜に対するエッチング処理が施されている。例えば、燐酸水溶液（Ｈ３ＰＯ４）等からなるエッチング液を処理槽に貯留して、所定温度例えば１６０〜１８０℃に加熱すると共に、処理槽に接続された循環管路及び循環管路に介設された循環ポンプ及び温度コントローラ等を介して所定温度のエッチング液を循環供給しながら被処理体例えば半導体ウエハ（以下にウエハという）をエッチング処理している（特公平３−２０８９５号公報参照）。
【０００３】
上記のエッチング方法において、エッチング処理を繰り返して行うと、ウエハのシリコン（Ｓｉ）成分がエッチング液中へ溶出し、エッチング液中のシリコン（Ｓｉ）濃度が高くなり、半導体ウエハに対して精度良くエッチング処理を施すことができなくなる。このため、従来では、定期的に処理槽内のエッチング液を全部交換する必要があった。
【０００４】
しかしながら、処理槽内のエッチング液を新規なエッチング液に全部交換した場合、エッチング液中のシリコン濃度は一時的に低下するが、エッチング液中のシリコン濃度は低ければ良いものではなく、シリコン濃度を決められた一定の範囲に保つことにより、半導体ウエハに対して精度良くエッチング処理を施すことができる。
【０００５】
なお、定期的に処理槽内のエッチング液を全部交換した場合、交換する毎にシーズニング等により新規エッチング液のシリコン濃度など液調整を行なう必要がある。この場合は液調整が煩雑となり、かつ処理時間も長時間となってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公平３−２０８９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、エッチング液を全部交換することなく、容易かつ簡単に半導体ウエハから溶出されるエッチング液中の溶出成分濃度（シリコン濃度）を一定に保つことができ、これにより半導体ウエハに対して精度良くエッチング処理を施すことができるエッチング方法、エッチング装置および記憶媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、エッチング処理部内に収納された被処理体に対してエッチング液を用いてエッチング処理を施すエッチング工程と、前記被処理体へのエッチング工程と次の被処理体のエッチング工程間のインターバル工程とを備え、前記エッチング工程はエッチング処理に供された前記エッチング処理部内のエッチング液を第１設定量だけ排出する工程と、新規エッチング液を前記エッチング処理部内へ第２設定量だけ供給する工程とを有する第１部分交換パターンを含み、前記インターバル工程はエッチング処理に供された前記エッチング処理部内のエッチング液を第３設定量だけ排出する工程と、新規エッチング液を前記エッチング処理部内へ第４設定量だけ供給する工程とを有する第２部分交換パターンを含むことを特徴とするエッチング方法である。
【０００９】
本発明は、被処理体に対してエッチング処理を施すエッチング装置において、被処理体を収納してエッチング液によりエッチング処理を施すエッチング処理部と、前記エッチング処理部においてエッチング処理に供されたエッチング液を排出する排出部と、前記エッチング処理部に新規エッチング液を供給する供給部と、前記エッチング処理部と、前記排出部と、前記供給部とを駆動制御してエッチング方法を実行する制御装置とを備え、前記制御装置により実行されるエッチング方法は、エッチング処理部内に収納された被処理体に対してエッチング液を用いてエッチング処理を施すエッチング工程と、前記被処理体へのエッチング工程と次の被処理体のエッチング工程間のインターバル工程とを備え、前記エッチング工程はエッチング処理に供された前記エッチング処理部内のエッチング液を第１設定量だけ排出する工程と、新規エッチング液を前記エッチング処理部内へ第２設定量だけ供給する工程とを有する第１部分交換パターンを含み、前記インターバル工程はエッチング処理に供された前記エッチング処理部内のエッチング液を第３設定量だけ排出する工程と、新規エッチング液を前記エッチング処理部内へ第４設定量だけ供給する工程とを有する第２部分交換パターンを含むことを特徴とするエッチング装置である。
【００１０】
本発明は、コンピュータにエッチング方法を実行させるためのコンピュータプログラムを格納した記憶媒体において、エッチング方法は、エッチング処理部内に収納された被処理体に対してエッチング液を用いてエッチング処理を施すエッチング工程と、前記被処理体へのエッチング工程と次の被処理体のエッチング工程間のインターバル工程とを備え、前記エッチング工程はエッチング処理に供された前記エッチング処理部内のエッチング液を第１設定量だけ排出する工程と、新規エッチング液を前記エッチング処理部内へ第２設定量だけ供給する工程とを有する第１部分交換パターンを含み、前記インターバル工程はエッチング処理に供された前記エッチング処理部内のエッチング液を第３設定量だけ排出する工程と、新規エッチング液を前記エッチング処理部内へ第４設定量だけ供給する工程とを有する第２部分交換パターンを含むことを特徴とする記憶媒体である。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように本発明によれば、エッチング液を全部交換することなく容易かつ簡単に被処理体から溶出されるエッチング液中の溶出成分濃度を決められた一定の範囲に保つことができ、被処理体に対して精度良くエッチング処理を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は本発明の実施の形態によるエッチング装置を示す概略図。
【図２】図２は本発明のエッチング方法の各工程を示す図。
【図３】図３は本発明のエッチング方法における排液量と供給量の関係を示す図。
【図４】図４は本発明のエッチング方法における燐酸濃度の制御を示す図。
【図５】図５は本発明のエッチング方法の変形例を示す図。
【図６】図６（ａ）はエッチング処理が施される前のウエハを示す図、図６（ｂ）はエッチング処理が施された後のウエハを示す図。
【図７】図７は比較例としてのエッチング方法を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態
次に図１乃至図６により、本発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
まず図６（ａ）（ｂ）により、本発明によるエッチング方法により処理される被処理体、例えばシリコンウエハＷについて述べる。
【００１５】
図６（ａ）（ｂ）に示すように、まず被処理体例えばウエハＷの母材であるシリコン基板１の表面に、下地層としてのシリコン酸化膜２（ＳｉＯ２）とシリコン窒化膜３（Ｓｉ４Ｎ３）を積層し、シリコン窒化膜３の表面にパターン化されたレジスト膜４を塗布したウエハＷを準備する（図６（ａ））。次にウエハＷを高温、例えば１６０〜１８０℃のエッチング液例えば燐酸水溶液（Ｈ３ＰＯ４）中に浸漬してエッチング処理を行う（図６（ｂ））。このエッチング方法においては、シリコン窒化膜３をエッチングしシリコン窒化膜３の下地のシリコン酸化膜２のエッチングレートを抑制することが重要となる。
【００１６】
本発明によるエッチング方法は、このようなウエハＷに対してエッチング処理を施すものである。まずエッチング方法を行なうエッチング装置について述べる。
【００１７】
エッチング装置は、図１に示すように、内槽１０ａと外槽１０ｂとを含み、被処理体である半導体ウエハＷ（以下にウエハＷという）を収容すると共に、エッチング液Ｅ（例えば燐酸水溶液（Ｈ３ＰＯ４））を貯留する処理槽（エッチング処理部）１０と、処理槽１０の外槽１０ｂからエッチング液Ｅを引き抜き、このエッチング液Ｅを処理槽１０へ循環供給する循環ライン２０と、循環ライン２０に接続され処理槽１０内のエッチング液Ｅを排出する排出部（冷却タンク）３０と、処理槽１０内に新規のエッチング液Ｅを供給する供給部１５とを備えている。
【００１８】
この場合、処理槽１０は、図示しないウエハボートによって表面が垂直に保持されるウエハＷを収容すると共に、エッチング液Ｅを貯留する石英製の内槽１０ａと、この内槽１０ａからオーバーフローするエッチング液Ｅを受け止める石英製の外槽１０ｂとで構成されている。このように構成される処理槽１０の内槽１０ａの側部及び底部にはパネルヒータ１１が貼着されて、処理槽１０内のエッチング液Ｅが所定温度例えば１００〜１８０℃に設定されるように構成されている。また、内槽１０ａ内の底部側には、循環ライン２０に接続されたノズル１２が設けられ、循環ライン２０から循環供給されるエッチング液Ｅをこのノズル１２により均一に内槽１０ａ内に送るようになっている。
【００１９】
また、循環ライン２０は、処理槽１０の外槽１０ｂの下方部と内槽１０ａ内に設けられたノズル１２とに接続されており、この循環ライン２０には、上流側から、循環ポンプ２１、温度コントローラ２２、フィルタ２３ａ、フィルタ２３ｂおよび流量計２４が順次設けられている。このうち温度コントローラ２２はエッチング液Ｅを加熱するヒータを含んでいる。
【００２０】
次に供給部１５について説明する。供給部１５は燐酸水溶液（Ｈ３ＰＯ４水溶液）を収納して供給する２つのエッチング液用タンク１５Ａ、１５Ｂを有している。このうち、エッチング液用タンク１５Ａは高Ｓｉ濃度（半導体ウエハを精度良くエッチング処理を施すため予め決められた範囲のシリコン濃度）の燐酸水溶液を収納するものであり、図示しないヒータを含んでいる。またエッチング液用タンク１５Ｂは低Ｓｉ濃度（Ｓｉ濃度がゼロ、または、エッチング液用タンク１５Ａの高Ｓｉ濃度よりＳｉ濃度が低いシリコン濃度）の燐酸水溶液を収納するものであり、図示しないヒータを含んでいる。
【００２１】
エッチング液用タンク１５Ａには高Ｓｉ濃度の燐酸水溶液を供給する高Ｓｉ濃度燐酸水溶液供給源１６Ａが、弁Ｖ２を有する接続ライン１６ａを介して接続され、エッチング液用タンク１５Ｂには低Ｓｉ濃度の燐酸水溶液を供給する低Ｓｉ濃度燐酸水溶液供給源１６Ｂが弁Ｖ５を有する接続ライン１６ｂを介して接続されている。
【００２２】
この場合、低Ｓｉ濃度燐酸水溶液供給源１６Ｂは、低Ｓｉ濃度の燐酸水溶液を供給するものであり、高Ｓｉ濃度燐酸水溶液供給源１６Ａは高Ｓｉ濃度の燐酸水溶液を供給するものである。
【００２３】
またＳｉ溶液を収納するＳｉ溶液用タンク１８が設置され、このＳｉ溶液用タンク１８には、Ｓｉ溶液供給源１９が弁Ｖ６を有する接続ライン１９ａを介して接続されている。さらにＳｉ溶液用タンク１８には弁Ｖ７を有する接続ライン１８ａが接続され、この接続ライン１８ａは接続ライン１６ｂに弁Ｖ５を介して接続されている。
【００２４】
またエッチング液用タンク１５Ａ内のエッチング液は、弁Ｖ１を有する接続ライン１５ａを介して処理槽１０の内槽１０ａに供給される。さらにエッチング液用タンク１５Ｂ内のエッチング液は、弁Ｖ３を有する接続ライン１５ｂを介して処理槽１０の外槽１０ｂに供給される。さらに、エッチング液用タンク１５Ｂの接続ライン１５ｂには流量制御機構３９が取付けられている。
【００２５】
ところで循環ライン２０のフィルタ２３ａには、弁Ｖａを有する分岐ライン３１が接続され、この分岐ライン３１は外槽１０ｂに接続され、さらにフィルタ２３ｂには分岐ライン３２が接続され、この分岐ライン３２は外槽１０ｂに接続されている。
【００２６】
また循環ライン２０のフィルタ２３ｂの下流側には、分岐ライン２６、２７が順次接続され、これら分岐ライン２６、２７は外槽１０ｂに接続された分岐ライン３２に合流する。この場合、分岐ライン２６には、流量計２６ａと、溶出成分測定部２６ｂとが順次設けられ、分岐ライン２７には流量計２７ａと濃度測定部２７ｂとが順次設けられている。
【００２７】
このうち、溶出成分測定部２６ｂは、エッチング処理に供されたエッチング液Ｅ中のシリコン溶出成分の濃度を光の屈折率を利用して測定するものであり、濃度測定部２７ｂはエッチング液Ｅの濃度、具体的には燐酸水溶液の濃度を光の屈折率を利用して測定するものである。
【００２８】
また図１に示すように、純水（ＤＩＷ）を供給するＤＩＷ供給源４０が設けられ、このＤＩＷ供給源４０は流量制御機構４１を有する接続ライン４０ａを介して処理槽１０の外槽１０ｂおよび循環ライン２０に接続されている。この場合、接続ライン４０ａには弁Ｖ１２が取付けられており、接続ライン４０ａはこの弁Ｖ１２において分岐し、外槽１０ｂおよび循環ライン２０に各々接続されている。
【００２９】
さらにまた、処理槽１０の内槽１０ａの底部には、弁Ｖ８を有する接続ライン３３を介して排出部（冷却タンク）３０が接続されている。ここで排出部３０はエッチング液を冷却する冷却タンク３０からなり、内槽１０ａから引き抜かれたエッチング液は冷却タンク３０により冷却された後、弁Ｖ１１を有するドレインライン３０ａから外方へ排出される。
【００３０】
さらにまた、循環ライン２０のうちフィルタ２３ａ、２３ｂ間に弁Ｖ１０を有する接続ライン３４の一端が接続され、この接続ライン３４の他端は冷却タンク３０に接続されている。
【００３１】
ところで溶出成分測定部２６ｂと濃度測定部２７ｂは、制御装置１００に接続される。そして制御装置１００により、上記の各機能部品、例えば循環ライン２０の循環ポンプ２１および温度コントローラ２２、エッチング用タンク１５Ａ、１５Ｂ、高Ｓｉ濃度燐酸水溶液供給源１６Ａ、低Ｓｉ濃度燐酸水溶液供給源１６Ｂ、流量制御機構３９、４１、冷却タンク３０，パネルヒータ１１、および各々の弁Ｖ１〜Ｖ１２が駆動制御される。制御装置１００はハードウエアとして、例えば汎用コンピュータと、ソフトウエアとして当該コンピュータを動作させるためのプログラム（装置制御プログラムおよび処理レシピ等）とにより実現することができる。ソフトウエアは、コンピュータに固定的に設けられたハードディスクドライブ等の記憶媒体に格納されるか、或いはＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の着脱可能にコンピュータにセットされる記憶媒体に格納される。このような記憶媒体が参照符号１００ａで示されている。プロセッサ１００ｂは必要に応じて図示しないユーザーインターフェースからの指示等に基づいて所定の処理レシピを記憶媒体１００ａから呼び出して実行させ、これによって制御装置１００の制御の下でエッチング装置の各機能部品が動作して所定の処理が行われる。
【００３２】
次に、上記エッチング装置を用いて制御装置１００により行なわれるエッチング方法について図２乃至図４により説明する。
【００３３】
予め高Ｓｉ濃度燐酸水溶液供給源１６Ａから高Ｓｉ濃度燐酸水溶液（高いＳｉ濃度をもつ燐酸水溶液）がエッチング液用タンク１５Ａに供給され、低Ｓｉ濃度燐酸水溶液供給源１６Ｂから低Ｓｉ濃度燐酸水溶液（Ｓｉ濃度がゼロの燐酸水溶液）がエッチング液用タンク１５Ｂに供給される。
【００３４】
次に処理槽１０の内槽１０ａ内にエッチング液用タンク１５Ａからエッチング液Ｅ（高Ｓｉ濃度の燐酸水溶液（Ｈ３ＰＯ４））を供給し、内槽１０ａ内のエッチング液をオーバーフローさせて外槽１０ｂへ送る。次に、循環ポンプ２１を駆動して、外槽１１ｂにオーバーフローしたエッチング液Ｅを循環ライン２０を介して内槽１０ａに戻すように循環させる。次に、温度コントローラ２２により、エッチング液Ｅを所定温度（１００〜１８０℃）まで加熱して沸騰状態にする。
【００３５】
エッチング液Ｅが昇温し沸騰状態となった後は、温度コントローラ２２により循環ライン２０内のエッチング液Ｅに与えられる熱量を調整することにより、内槽１０ａ内のエッチング液Ｅが沸騰状態を維持するような所定温度に維持される。
【００３６】
また、所望のエッチングレートでエッチングを行うためには、エッチング液Ｅを所定濃度に維持する必要があり、かつ、エッチング液Ｅの温度は上記所定濃度のエッチング液Ｅ固有の沸点温度に維持する。
【００３７】
エッチング液が高Ｓｉ濃度を有する場合、従来のシーズニングの時間を除いたり、又短縮することができる。
【００３８】
この状態で、図示しないウエハボートにて垂直に保持されたウエハＷが、処理槽１０の内槽１０ａに収容される。ウエハＷは、内槽１０ａ内のエッチング液Ｅに所定時間浸漬されエッチングされる。その後、ウエハＷは、処理槽１０から取り出される。上記エッチング処理は、繰り返し行われる。このことによりエッチング方法は第１のエッチング工程、第２のエッチング工程および第３のエッチング工程、・・・からなる複数のエッチング工程と、これらエッチング工程間のインターバル工程とを含む（図２参照）。
【００３９】
ここでエッチング工程とは、ウエハＷが内槽１０ａ内のエッチング液Ｅ中に浸漬されている場合をいい、エッチング工程間のインターバル工程とは、ウエハＷが内槽１０ａ内のエッチング液Ｅ中に浸漬されていない場合、すなわち第ｎ回目のエッチング工程が終了して一エッチング工程単位分のウエハＷが内槽１０ａから取り出され、第ｎ＋１回目のエッチング処理を開始すべく次の一処理単位分のウエハＷが内槽１０ａに浸漬されるまでの間をいう。この複数のエッチング工程と、エッチング工程間のインターバル工程間において、エッチング液Ｅは、循環ライン２０を介して継続的に循環される。
【００４０】
エッチング処理を行うことにより、内槽１０ａ内のエッチング液Ｅ中には、ウエハＷからシリコン（Ｓｉ）分が溶出する。
【００４１】
このようなエッチング処理を繰り返して行なうと、エッチング液Ｅ中へウエハＷからシリコン（Ｓｉ）分が溶出し、エッチング液中の溶出成分濃度（Ｓｉ濃度またはシリコン濃度）が高くなりすぎるとエッチング液の性状が悪化する。
【００４２】
本発明においては、このような場合に対応すべく、次のような制御が行なわれる。
【００４３】
すなわち、まず各エッチング工程中、制御装置１００により弁Ｖ８が駆動されて、内槽１０ａ内においてエッチング処理に供されたエッチング液Ｅが第１設定量だけ冷却タンク３０側へ排出される。冷却タンク３０内へ排出されたエッチング法Ｅは、次にドレインライン３０ａから外方へ排出される。
【００４４】
同時に、制御装置１００によりＶ３および流量制御機構３９が駆動されて、エッチング液用タンク１５Ｂから低Ｓｉ濃度燐酸水溶液（Ｓｉ濃度がゼロの新規エッチング液）が第２設定量だけ処理槽１０の外槽１０ｂ内へ供給される。
【００４５】
このようにして処理槽１０内のエッチング処理に供されたエッチング液Ｅを第１設定量だけ排出し、新規エッチング液を第２設定量だけ処理槽１０内に供給することにより、処理槽１０内のエッチング液Ｅを部分交換することができる。
【００４６】
図２において、第１のエッチング工程、第２のエッチング工程および第３のエッチング工程において、エッチング液を第１の設定量だけ排出し、第２の設定量だけ供給する第１部分交換パターンを実施した場合のエッチング液のＳｉ濃度が示されている。
【００４７】
具体的には各エッチング工程中、エッチング処理に供された処理槽１０内のエッチング液が０．０５Ｌ／ｍｉｎ（第１設定量）だけ排出され、処理槽１０へ新規のエッチング液が０．０５Ｌ／ｍｉｎ（第２設定量）だけ供給される（図３参照）。
【００４８】
ここで、各エッチング工程は、処理槽１０内のエッチング液を第１設定量だけ排出する工程と、処理槽１０内へ新規エッチング液を第２設定値だけ供給する工程とにより構成された第１の部分交換パターンを含む。この第１部分交換パターンにおいて、エッチング処理に供されたエッチング液がこのエッチング工程中、全期間に渡って連続的に排出され、新規エッチング液がエッチング工程中、全期間に渡って連続的に供給される。
【００４９】
図２においては、第１部分交換パターンを行なっているもののエッチング工程中において予め決められたＳｉ濃度範囲を超えないように徐々にＳｉ濃度が上昇させることもできる。エッチング工程完了時のＳｉ濃度の値はエッチング処理を行うウエハＷに応じて任意に変更することができる。
【００５０】
次に、エッチング工程間のインターバル工程中、制御装置１００により弁Ｖ８が駆動されて、内槽１０ａ内においてエッチング処理に供されたエッチング液Ｅが第３設定量だけ冷却タンク３０側へ排出される。冷却タンク３０内へ排出されたエッチング液Ｅは、次にドレインライン３０ａから外方へ排出される。
【００５１】
同時に、制御装置１００によりＶ３および流量制御機構３９が駆動されて、エッチング液用タンク１５Ｂから低Ｓｉ濃度燐酸水溶液（Ｓｉ濃度がゼロの新規エッチング液）が第４設定量だけ処理槽１０の外槽１０ｂ内へ供給される。
【００５２】
このようにして処理槽１０内のエッチング処理に供されたエッチング液Ｅを第３設定量だけ排出し、新規エッチング液を第４設定量だけ処理槽１０内に供給することにより、処理槽１０内のエッチング液Ｅを部分交換することができる。
【００５３】
図２において、第１のエッチング工程と第２のエッチング工程との間のインターバル工程、および第２のエッチング工程と第３のエッチング工程との間のインターバル工程において、エッチング液を第３の設定量だけ排出し、第４の設定量だけ供給する第２部分交換パターンを実施した場合のエッチング液のＳｉ濃度が示されている。
【００５４】
具体的には各インターバル工程中、エッチング処理に供された処理槽１０内のエッチング液が０．５Ｌ／ｍｉｎ（第３設定量）だけ排出され、処理槽１０へ新規のエッチング液が０．５Ｌ／ｍｉｎ（第４設定量）だけ供給される（図３参照）。
【００５５】
ここで、各インターバル工程は、処理槽１０内のエッチング液を第３設定量だけ排出する工程と、処理槽１０内へ新規エッチング液を第４設定値だけ供給する工程とにより構成された第２の部分交換パターンを含む。この第２の部分交換パターンにおいて、エッチング処理に供されたエッチング液がインターバル工程中、全期間に渡って連続的に排出され、新規エッチング液がインターバル工程中、全期間に渡って連続的に供給される。
【００５６】
このように、各インターバル工程は処理槽１０内のエッチング液を第３設定量だけ排出する工程と、処理槽１０内に新規エッチング液を第４設定量だけ供給する工程を有する第２部分交換パターンを含む。
【００５７】
各インターバル工程の第２部分交換パターンにより、シリコン濃度を所定値まで低減させて、インターバル工程直後のエッチング工程の開始時において、シリコン濃度をインターバル工程直前のエッチング工程の開始時におけるシリコン濃度と同一の値まで戻すことができる。
【００５８】
ところで各エッチング工程およびインターバル工程において、処理槽１０から純水（ＤＩＷ）が蒸発する。この際、濃度測定部２７ｂからの燐酸濃度の測定値に基づいて、ＤＩＷ供給源４０から処理槽１０の外槽１０ｂまたは循環ライン２０にＤＩＷを補充し、処理槽１０内の燐酸濃度を一定に維持している（図４参照）。この場合、エッチング処理に供されたエッチング液（例えば燐酸濃度ｂ）を処理槽１０から排出し、新規エッチング液（例えば燐酸濃度ａ）を処理槽１０内へ供給する場合、燐酸濃度ａと燐酸濃度ｂとの相違により、処理槽１０内の燐酸濃度が変化し、このためＤＩＷ供給源４０から外槽１０ｂまたは循環ライン２０へ補充するＤＩＷの補充量も変化させる必要がある。
【００５９】
本実施の形態においては、各エッチング工程中の第１部分交換パターンにおいて、処理槽１０内の燐酸濃度が一定となるよう定められた第１設定量に基づいてエッチング液を排出され、同時に処理槽１０内の燐酸濃度が一定となるよう定められた第２設定量に基づいて新規エッチング液が供給されるようにしてもよい。
【００６０】
また各インターバル工程中の第２部分交換パターンにおいて、処理槽１０内の燐酸濃度が一定となるよう定められた第３設定量に基づいてエッチング液が排出され、同様に処理槽１０内の燐酸濃度が一定となるよう定められた第４設定量に基づいて新規エッチング液が供給されるようにしてもよい。
【００６１】
以上のように本実施の形態によれば、各エッチング工程は処理槽１０内のエッチング処理に供されたエッチング液を第１設定量だけ排出し、処理槽１０内に新規エッチング液を第２設定量だけ供給する第１部分交換パターンを含むため、エッチング工程中においてウエハＷからエッチング液Ｅ中へシリコンが溶出しても、エッチング工程中におけるエッチング液Ｅ中のシリコン濃度の上昇を確実に抑えることができる。
【００６２】
また各インターバル工程は、処理槽内のエッチング処理に供されたエッチング液を第３設定量だけ排出し、処理槽１０内に新規エッチング液を第４設定量だけ供給する第２部分交換パターンを含むため、このインターバル工程中においてエッチング液Ｅ中のシリコン濃度を確実に低下させることができる。この場合、インターバル工程の第２部分交換パターンの第３設定量および第４設定量を適宜選択することにより、インターバル工程直後のエッチング工程の開始時において、シリコン濃度をインターバル工程直前のエッチング工程開始時におけるシリコン濃度と同一の値まで戻すことができる。
【００６３】
次に図７により本発明の比較例について説明する。図７に示す比較例において、シーズニングと、複数のエッチング工程と、エッチング工程間におけるインターバル工程が示されている。
【００６４】
図７に示すように、各エッチング工程において、エッチング液の交換を行なうことなく、処理槽内でウエハＷに対してエッチング液を用いたエッチング処理が行なわれる。またインターバル工程において、処理槽内のエッチング液が全部交換される。
【００６５】
図７に示すように、各エッチング工程中、エッチング液は交換されないため、Ｓｉ濃度が上昇する。またインターバル工程中、エッチング液が全部交換されるため、インターバル工程においてはシーズニングと同様、エッチング液の液調整が必要となり、この液調整のために所定時間を要している。
【００６６】
これに対して本実施の形態によれば、図２に示すようにエッチング液が高Ｓｉ濃度を有する場合、最初のシーズニングのようなエッチング液の液調整の時間を省くことができる。また、エッチング工程中にエッチング液を第１部分交換パターンにより部分交換するので、エッチング工程中にエッチング液中のＳｉ濃度の上昇を抑えることができる。またインターバル工程中にエッチング液を第２部分交換パターンにより部分交換するので、インターバル工程中にエッチング液中のＳｉ濃度を低下させることができ、かつインターバル工程中にエッチング液を全部交換することはないため、シーズニングのようなエッチング液の液調整を行なう必要はなく、インターバル工程の時間短縮を図ることができる。
【００６７】
変形例
次に本発明の変形例について説明する。上記実施の形態において、エッチング工程は第１部分交換パターンを含むとともに、この第１部分交換パターンはエッチング処理に供されたエッチング液を第１設定量だけ連続的に排出する工程と、新規エッチング液を第２設定量だけ連続的に供給する工程とを有する例を示したが（図２参照）、これに限らずエッチング液を第１設定量だけ断続的に排出する工程と、新規エッチング液を第２設定量だけ断続的に供給する工程とを有していてもよい（図５の実線参照）。この場合、エッチング液の排出工程と、新規エッチング液の供給工程は同時に行なわれる。
【００６８】
また上記実施の形態において、インターバル工程は第２部分交換パターンを含むとともに、この第２部分交換パターンはエッチング処理に供されたエッチング液を第３設定量だけ連続的に排出する工程と、新規エッチング液を第４設定量だけ連続的に供給する工程とを有する例を示したが（図２参照）、これに限らずエッチング液を第３設定量だけ断続的に排出する工程と、新規エッチング液を第４設定量だけ断続的に供給する工程とを有していてもよい（図５の実線参照）。この場合、エッチング液の排出工程と、新規エッチング液の供給工程は同時に行なわれる。
【００６９】
低Ｓｉ濃度燐酸水溶液のＳｉ濃度調整
上記実施の形態では、低Ｓｉ濃度燐酸水溶液供給源１６Ｂから低Ｓｉ濃度燐酸水溶液（Ｓｉ濃度がゼロの燐酸水溶液）がエッチング液用タンク１５Ｂに供給されるようにしたが、これに限らず、必要に応じてＳｉ溶液用タンク１８からエッチング液用タンク１５ＢにＳｉ溶液が供給されて、低Ｓｉ濃度燐酸水溶液のＳｉ濃度が調整されるようにしてもよい。
【００７０】
Ｓｉ溶液と低Ｓｉ濃度燐酸水溶液を調合して内槽１０ａに供給するパターン
上記実施の形態では、予め高Ｓｉ濃度燐酸水溶液供給源１６Ａから高Ｓｉ濃度燐酸水溶液（高いＳｉ濃度をもつ燐酸水溶液）がエッチング液用タンク１５Ａに供給され、低Ｓｉ濃度燐酸水溶液供給源１６Ｂから低Ｓｉ濃度燐酸水溶液（Ｓｉ濃度がゼロのＳｉ濃度をもつ燐酸水溶液）がエッチング液用タンク１５Ｂに供給されるようにしたが、これに限らず、低Ｓｉ濃度燐酸水溶液供給源１６Ｂから低Ｓｉ濃度燐酸水溶液（Ｓｉ濃度がゼロの燐酸水溶液）がエッチング液用タンク１５Ｂに供給され、Ｓｉ溶液用タンク１８からエッチング液用タンク１５ＢにＳｉ溶液が供給されて、高Ｓｉ濃度燐酸水溶液のＳｉ濃度が調整され、内槽１０ａに供給するようにし、高Ｓｉ濃度燐酸水溶液供給源１６ＡをＳｉ濃度がゼロの燐酸水溶液供給源として外槽１０ｂに供給するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７１】
Ｗ  半導体ウエハ（被処理体）
Ｅ  エッチング液
１０  処理槽
１０ａ  内槽
１０ｂ  外槽
１１  パネルヒータ
１２  ノズル
１５  供給部
１５Ａ  エッチング液用タンク
１５Ｂ  エッチング液用タンク
１６Ａ  高Ｓｉ濃度燐酸水溶液供給源
１６Ｂ  低Ｓｉ濃度燐酸水溶液供給源
１８  Ｓｉ溶液用タンク
１９  Ｓｉ溶液供給源
２０  循環ライン
２１  循環ポンプ
２２  温度コントローラ
２３ａ  フィルタ
２３ｂ  フィルタ
２６ｂ  溶出成分測定部
２７ｂ  濃度測定部
３０  冷却タンク
４０  ＤＩＷ供給源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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