(57)【要約】      （修正有）【課題】エッチング処理の精度を維持しつつ、フィルタの目詰まりを抑制する半導体製造装置および処理方法を提供する。【解決手段】半導体製造装置１００は、半導体ウエハをエッチング処理するための所定処理液を収容するエッチング処理槽２と、エッチング処理にて前記所定処理液中に生じるパーティクルを捕捉する第１および第２フィルタ５ａ，５ｂと、前記パーティクルを溶解する液体として、前記所定処理液と同じ液体の予備液を収容する予備槽７と、処理槽２内の処理液を第１フィルタ５ａに通して循環させるとともに予備槽７内の液体を第２フィルタ５ｂに通して循環させ、その後、処理槽２内の処理液を廃棄した後、該処理槽に予備槽７内の液体を供給し、かつ、該予備槽に新たな予備液を供給して、処理槽２内の液体を第２フィルタ５ｂに通して循環させるとともに予備槽７内の液体を第１フィルタ５ａに通して循環させる制御部９０と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハをエッチング処理するための液体として、所定処理液を収容し、前記半導体ウエハが前記所定処理液に浸されることによって前記エッチング処理が行われるエッチング処理槽と、
前記エッチング処理にて前記所定処理液中に生じるパーティクルを捕捉する第１および第２フィルタと、
前記パーティクルを溶解する液体として、前記所定処理液と同じ液体の予備液を収容する予備槽と、
前記エッチング処理槽内の液体を前記第１フィルタに通して循環させるとともに前記予備槽内の液体を前記第２フィルタに通して循環させ、その後、前記エッチング処理槽内の液体を廃棄し、前記エッチング処理槽に前記予備槽内の液体を供給し、前記予備槽に前記所定処理液と同じ液体の予備液を新たに供給し、前記エッチング処理槽内の液体を前記第２フィルタに通して循環させるとともに前記予備槽内の液体を前記第１フィルタに通して循環させる制御部と、を含む半導体製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体製造装置において、
前記制御部は、前記エッチング処理槽内の液体を前記第２フィルタに通して循環させるとともに前記予備槽内の液体を前記第１フィルタに通して循環させた後、前記エッチング処理槽内の液体を廃棄し、前記エッチング処理槽に前記予備槽内の液体を供給し、前記予備槽に前記所定処理液と同じ液体の予備液を新たに供給し、前記エッチング処理槽内の液体を前記第１フィルタに通して循環させるとともに前記予備槽内の液体を前記第２フィルタに通して循環させる、半導体製造装置。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体製造装置において、
前記制御部にて循環される前記エッチング処理槽内の液体の圧力、または、当該液体に含まれるパーティクルの濃度を測定する測定部をさらに含み、
前記制御部は、前記エッチング処理槽内の液体を前記第１フィルタに通して循環させるとともに前記予備槽内の液体を前記第２フィルタに通して循環させた状況で、前記測定部にて測定された圧力が所定圧力を超えた場合、または、前記測定部にて測定された濃度が所定濃度を超えた場合には、前記エッチング処理槽内の液体を廃棄し、前記エッチング処理槽に前記予備槽内の液体を供給し、前記予備槽に前記所定処理液と同じ液体の予備液を新たに供給し、前記エッチング処理槽内の液体を前記第２フィルタに通して循環させるとともに前記予備槽内の液体を前記第１フィルタに通して循環させる、半導体製造装置。
【請求項４】
請求項２に記載の半導体製造装置において、
前記制御部にて循環される前記エッチング処理槽内の液体の圧力、または、当該液体に含まれるパーティクルの濃度を測定する測定部をさらに含み、
前記制御部は、前記エッチング処理槽内の液体を前記第１フィルタに通して循環させるとともに前記予備槽内の液体を前記第２フィルタに通して循環させた状況で、前記測定部にて測定された圧力が所定圧力を超えた場合、または、前記測定部にて測定された濃度が所定濃度を超えた場合には、前記エッチング処理槽内の液体を廃棄し、前記エッチング処理槽に前記予備槽内の液体を供給し、前記予備槽に前記所定処理液と同じ液体の予備液を新たに供給し、前記エッチング処理槽内の液体を前記第２フィルタに通して循環させるとともに前記予備槽内の液体を前記第１フィルタに通して循環させ、その状況で、前記測定部にて測定された圧力が所定圧力を超えた場合、または、前記測定部にて測定された濃度が所定濃度を超えた場合には、前記エッチング処理槽内の液体を廃棄し、前記エッチング処理槽に前記予備槽内の液体を供給し、前記予備槽に前記所定処理液と同じ液体の予備液を新たに供給し、前記エッチング処理槽内の液体を前記第１フィルタに通して循環させるとともに前記予備槽内の液体を前記第２フィルタに通して循環させる、半導体製造装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体製造装置において、
前記制御部にて循環される前記エッチング処理槽内の液体を加熱して当該液体を所定温度に保温する第１ヒータと、
前記制御部にて循環される前記予備槽内の液体を加熱して当該液体を前記所定温度よりも低い特定温度に保温する第２ヒータと、をさらに含む半導体製造装置。
【請求項６】
請求項２に記載の半導体製造装置において、
前記エッチング処理槽内の液体に含まれるシリコン酸化物の濃度を測定する濃度測定器をさらに含み、
前記制御部は、さらに、前記濃度測定器にて測定された濃度が特定濃度となるように前記エッチング処理槽内の液体にシリコン酸化物を溶解し、その後、前記エッチング処理槽で前記エッチング処理を行う、半導体製造装置。
【請求項７】
半導体ウエハをエッチング処理するための液体として、所定処理液を収容し、前記半導体ウエハが前記所定処理液に浸されることによって前記エッチング処理が行われるエッチング処理槽と、前記エッチング処理にて前記所定処理液中に生じるパーティクルを捕捉する第１および第２フィルタと、前記パーティクルを溶解する液体として、前記所定処理液と同じ液体の予備液を収容する予備槽と、を有する半導体製造装置における処理方法であって、
前記エッチング処理槽内の液体を前記第１フィルタに通して循環させるとともに前記予備槽内の液体を前記第２フィルタに通して循環させ第１制御ステップと、
前記第１制御ステップの後、前記エッチング処理槽内の液体を廃棄し、前記エッチング処理槽に前記予備槽内の液体を供給し、前記予備槽に前記所定処理液と同じ液体の予備液を新たに供給し、前記エッチング処理槽内の液体を前記第２フィルタに通して循環させるとともに前記予備槽内の液体を前記第１フィルタに通して循環させる第２制御ステップと、を含む処理方法。
【請求項８】
請求項７に記載の処理方法において、
前記第２制御ステップは、前記エッチング処理槽内の液体を前記第２フィルタに通して循環させるとともに前記予備槽内の液体を前記第１フィルタに通して循環させた後、前記エッチング処理槽内の液体を廃棄し、前記エッチング処理槽に前記予備槽内の液体を供給し、前記予備槽に前記所定処理液と同じ液体の予備液を新たに供給し、前記エッチング処理槽内の液体を前記第１フィルタに通して循環させるとともに前記予備槽内の液体を前記第２フィルタに通して循環させる、処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置および処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
所定の処理液を用いて半導体ウエハをエッチング処理する半導体製造装置では、エッチング処理する際にパーティクル（粒子）が発生する。所定の処理液として高温のリン酸を用いてシリコン窒化膜を有する半導体ウエハをエッチング処理する半導体製造装置では、シリコン窒化膜をエッチングする際に、パーティクルとして、シリコン酸化物、いわゆるシロキ酸が発生する。
【０００３】
図２は、本発明に関連する半導体製造装置８００の構成例を示す図である。
【０００４】
半導体製造装置８００は、エッチング処理槽８０２と、加熱ヒータ８０３と、循環ポンプ８０４と、フィルタ８０５と、圧力計８０６と、を備えている。
【０００５】
エッチング処理槽８０２には、処理液８０１が収容されている。エッチング処理槽８０２では、処理液８０１を用いて、半導体ウエハが有するシリコン窒化膜のエッチング処理が行われる。エッチング処理槽８０２では、エッチング処理に起因してパーティクルが生じる。よって、処理液８０１には、パーティクルが含まれることになる。処理液８０１としてリン酸が用いられる場合には、パーティクルとしてシリコン酸化物が発生する。
【０００６】
加熱ヒータ８０３は、処理液８０１を加熱して処理液８０１を一定の温度に保持する。
【０００７】
循環ポンプ８０４は、エッチング処理槽８０２に収容された処理液８０１を、フィルタ８０５に通して循環させる。
【０００８】
フィルタ８０５は、エッチング処理にて発生するパーティクルを捕捉して、処理液８０１を濾過する。よって、パーティクルがフィルタ８０５に付着し、処理液８０１に含まれるパーティクルが除去される。なお、処理液８０１の循環する時間が長くなるにつれて、フィルタ８０５にはパーティクルが徐々に堆積していく。
【０００９】
圧力計８０６は、循環ポンプ８０４からフィルタ８０５に吐き出される処理液８０１の圧力を計測する。なお、フィルタ８０５に堆積したパーティクルが増加するほど、処理液８０１の循環が悪くなり、圧力計８０６にて計測される圧力は大きくなる。
【００１０】
半導体製造装置８００では、パーティクルがフィルタ８０５に付着して、パーティクルが徐々にフィルタ８０５に蓄積されていき、フィルタ８０５によるパーティクルの除去性能が劣化する。最終的には、フィルタ８０５は、目詰まりを起こしてしまう。
【００１１】
このため、フィルタ８０５に付着したパーティクルを除去する機能を有さない半導体製造装置８００では、フィルタ８０５が目詰まりを起こすと、半導体ウエハ上にパーティクルが多量に付着して、半導体集積回路の製造における歩留まりが低下してしまう。
【００１２】
半導体製造装置８００では、半導体集積回路の製造における歩留まりの低下を抑制する対策の１つとして、フィルタ８０５の交換が行われる。フィルタ８０５を交換する場合、フィルタ８０５は、パーティクルの除去性能が劣化する前に交換される。例えば、フィルタ８０５の交換頻度は１回／数ヶ月〜１年程度であり、フィルタ８０５の交換に要する時間は５時間／１回程度である。
【００１３】
よって、フィルタ８０５を交換する場合には、フィルタ８０５の使用量が増大してしまう。さらに、半導体製造装置８００でのエッチング作業を中断してフィルタ８０５を交換する場合には、半導体製造装置８００の不稼働率が増大してしまう。
【００１４】
特許文献１には、フィルタに付着した堆積物を除去するエッチング装置が記載されている。堆積物は、例えば、パーティクルである。
【００１５】
特許文献１に記載のエッチング装置は、エッチング液を循環させる循環路と、フィルタに付着した堆積物を除去するための薬液をフィルタに供給する薬液路と、を備えている。循環路は循環路の中間部分が２つの分岐路に分岐され、各分岐路にはフィルタが挿入されている。薬液路は、各分岐路に挿入されたフィルタのそれぞれに薬液が供給できるように設けられている。
【００１６】
特許文献１に記載のエッチング装置は、循環路のいずれか一方の分岐路にエッチング液を循環させるとともに他方の分岐路に挿入されたフィルタに薬液路を介して薬液を供給し、その後、他方の分岐路にエッチング液を循環させるとともに一方の分岐路に挿入されたフィルタに薬液路を介して薬液を供給する。なお、パーティクルとしてシリコン酸化物が発生する場合、薬液としては、例えば、シリコン酸化物を溶解するフッ化水素酸ＨＦ（以下、単に「フッ酸」と称する。）が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開平６−２７５５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
特許文献１に記載されたようなエッチング装置では、フィルタの目詰まりは抑制されるが、エッチング液としてリン酸が用いられ、薬液としてフッ酸が用いられる場合、他方のフィルタではフッ酸が供給された後にエッチング液が循環するため、他方のフィルタに残留したフッ酸がエッチング液に含まれてしまう。エッチング液にフッ酸が含まれると、本来除去目的でない半導体ウエハのシリコン酸化膜までエッチングしてしまうという問題があった。
【００１９】
このため、エッチング処理の精度を維持しつつ、フィルタの目詰まりを抑制するのが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の半導体製造装置は、半導体ウエハをエッチング処理するための液体として所定処理液を収容し、前記半導体ウエハが前記所定処理液に浸されることによって前記エッチング処理が行われるエッチング処理槽と、前記エッチング処理にて前記所定処理液中に生じるパーティクルを捕捉する第１および第２フィルタと、前記パーティクルを溶解する液体として、前記所定処理液と同じ液体の予備液を収容する予備槽と、前記エッチング処理槽内の液体を前記第１フィルタに通して循環させるとともに前記予備槽内の液体を前記第２フィルタに通して循環させ、その後、前記エッチング処理槽内の液体を廃棄し、前記エッチング処理槽に前記予備槽内の液体を供給し、前記予備槽に所定処理液と同じ液体の予備液を新たに供給し、前記エッチング処理槽内の液体を前記第２フィルタに通して循環させるとともに前記予備槽内の液体を前記第１フィルタに通して循環させる制御部と、を含む。
【００２１】
本発明の処理方法は、半導体ウエハをエッチング処理するための液体として、所定処理液を収容し、前記半導体ウエハが前記所定処理液に浸されることによって前記エッチング処理が行われるエッチング処理槽と、前記エッチング処理にて前記所定処理液中に生じるパーティクルを捕捉する第１および第２フィルタと、前記パーティクルを溶解する液体として、前記所定処理液と同じ液体の予備液を収容する予備槽と、を有する半導体製造装置における処理方法であって、前記エッチング処理槽内の液体を前記第１フィルタに通して循環させるとともに前記予備槽内の液体を前記第２フィルタに通して循環させ第１制御ステップと、前記第１制御ステップの後、前記エッチング処理槽内の液体を廃棄し、前記エッチング処理槽に前記予備槽内の液体を供給し、前記予備槽に前記所定処理液と同じ液体の予備液を新たに供給し、前記エッチング処理槽内の液体を前記第２フィルタに通して循環させるとともに前記予備槽内の液体を前記第１フィルタに通して循環させる第２制御ステップと、を含む。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の半導体製造装置では、半導体ウエハをエッチング処理するための液体として所定処理液を収容し、半導体ウエハが所定処理液に浸されることによってエッチング処理が行われるエッチング処理槽と、エッチング処理にて所定処理液中に生じるパーティクルを捕捉する第１および第２フィルタと、パーティクルを溶解する液体として、所定処理液と同じ液体の予備液を収容する予備槽と、を設け、制御部が、エッチング処理槽内の液体を第１フィルタに通して循環させるとともに予備槽内の液体を第２フィルタに通して循環させ、その後、エッチング処理槽内の液体を廃棄し、エッチング処理槽に予備槽内の液体を供給し、予備槽に所定処理液と同じ液体の予備液を新たに供給し、エッチング処理槽内の液体を第２フィルタに通して循環させるとともに予備槽内の液体を第１フィルタに通して循環させる。
【００２３】
このため、本発明によれば、パーティクルを溶解する液体として、エッチング処理に用いる所定処理液と同じ液体を使用することによって、所定処理液に他の液体が混入して半導体ウエハのエッチングすべきでない部分までエッチングしてしまうことを抑制することができる。さらに、エッチング処理槽内の液体を第１フィルタに通した後、パーティクルを溶解する予備槽内の液体を循環させた第２フィルタに、エッチング処理槽内の新たな液体を通すことによって、エッチング処理槽内の新たな液体中に生じるパーティクルを効率良く除去することができる。これとともに、エッチング処理槽内の液体を第１フィルタに通した後、予備槽内の液体を第１フィルタに通すことによって、第１フィルタに堆積したパーティクルが、予備槽内の液体により溶解されて第１フィルタの目詰まりを抑制することができる。
【００２４】
よって、本発明によれば、エッチング処理の精度を維持しつつ、フィルタの目詰まりを抑制してパーティクルを効率良く除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態における半導体製造装置の構成例を示す図である。
【図２】本発明に関連する半導体製造装置８００の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００２７】
図１は、本発明の実施形態における半導体製造装置の構成例を示す図である。
【００２８】
半導体製造装置１００は、所定処理液を用いて半導体ウエハ（半導体回路の基板）をエッチング処理するウェットエッチング処理装置である。所定処理液として、本実施形態では、リン酸の溶液が用いられる。また、半導体ウエハは、例えば、シリコン窒化膜とシリコン酸化膜とを有する。
【００２９】
半導体製造装置１００は、エッチング処理槽２と、加熱ヒータ３ａおよび３ｂと、フィルタ５ａおよび５ｂと、測定部６０と、予備温調槽７と、制御部９０と、を備える。制御部９０は、循環ポンプ４ａおよび４ｂと、自動バルブ８ａ〜８ｌと、切替部９１と、を備える。切替部９１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理）９と溶解装置１１とを備える。
【００３０】
エッチング処理槽２は、半導体ウエハをエッチング処理するための液体として、所定処理液を収容し、半導体ウエハが所定処理液に浸されることによってエッチング処理が行われる。所定処理液は、エッチング処理槽２内の液体であり、本実施形態では、処理液１ａ〜１ｃと称される。処理液１ａは、１回目のエッチング処理に用いられ、処理液１ｂは、２回目のエッチング処理に用いられ、処理液１ｃは、３回目のエッチング処理に用いられる。
【００３１】
エッチング処理槽２では、所定処理液を用いて半導体ウエアのエッチング処理が行われる。エッチング処理槽２では、エッチング処理にてパーティクルが発生する。このため、エッチング処理に使用された所定処理液には、パーティクルが含まれる。本実施形態では、パーティクルとして、シリコン酸化物が発生する。
【００３２】
本実施形態では、例えば、エッチング処理槽２には、予備温調槽７から自動バルブ８ｊを介して処理液１ａが供給され、その後、エッチング処理槽２では、半導体ウエハの有するシリコン窒化膜が処理液１ａに浸されることによってエッチング処理される。処理液１ａは、エッチング処理が行われる間、制御部９０によって、エッチング処理槽２とフィルタ５ａまたは５ｂとの間を循環する。
【００３３】
また、エッチング処理槽２では、例えば、循環ポンプ４ａまたは４ｂにて循環された処理液１ａが自動バルブ８ａまたは８ｈから供給されることにより、エッチング処理槽２から処理液１ａの一部がオーバーフローして、その処理液１ａが、自動バルブ８ｂまたは８ｉに流れ出す。また、エッチング処理終了後、エッチング処理槽２では、自動バルブ８ｅを介して処理液１ａが廃棄される。
【００３４】
加熱ヒータ３ａは、制御部９０にて循環されるエッチング処理槽２内の液体を加熱してその液体を所定温度に保温する。
【００３５】
本実施形態では、加熱ヒータ３ａは、自動バルブ８ａおよび８ｈとエッチング処理槽２との間に設けられる。加熱ヒータ３ａは、例えば、自動バルブ８ａまたは８ｈからエッチング処理槽２に供給される処理液１ａを加熱する。加熱ヒータ３ａは、例えば、処理液１ａとして用いられるリン酸を所定温度の１６０℃に保温する。
【００３６】
フィルタ５ａおよびフィルタ５ｂは、エッチング処理にて所定処理液中に生じるパーティクルを捕捉して、所定処理液に含まれるパーティクルを除去する。このため、フィルタ５ａおよびフィルタ５ｂには、パーティクルが付着して堆積する。
【００３７】
予備温調槽７は、予備槽の一例である。予備温調槽７は、フィルタ５ａおよび５ｂにて捕捉されたパーティクルを溶解する液体として、エッチング処理に用いられる所定処理液と同じ液体の予備液を収容する。本実施形態では、予備液として、純度の高いリン酸が用いられる。純度が高いリン酸を用いることにより、シリコン酸化物を溶解することが可能となるからである。なお、リン酸によってシリコン酸化物が溶解される速度は、フッ酸などと比較して遅い。
【００３８】
予備温調槽７は、予備液をフィルタ５ａまたは５ｂに通して循環させるために設けられる。予備液は、エッチング処理が行われる間、制御部９０によって、予備温調槽７とフィルタ５ａまたは５ｂとの間を循環する。予備温調槽７を設けて予備液を循環させることによって、パーティクルを溶解するのに時間を要する薬液であっても、フィルタ５ａおよび５ｂに付着したパーティクルを除去することが可能となる。
【００３９】
予備液は、予備温調槽７内の液体であり、本実施形態では、予備液１Ａ〜１Ｃと称される。予備液１Ａは、１回目のエッチング処理の際に用いられ、予備液１Ｂは、２回目のエッチング処理の際に、予備液１Ｃは、３回目のエッチング処理の際に用いられる。
【００４０】
予備温調槽７では、例えば、工場などから自動バルブ８ｋを介して予備液１Ａが供給される。そして、予備温調槽７からオーバーフローした予備液１Ａが、自動バルブ８ｄまたは８ｇに流れ出す。また、予備温調槽７では、自動バルブ８ｆまたは８ｃから加熱ヒータ３ｂを介して循環された予備液１Ａが供給される。
【００４１】
加熱ヒータ３ｂは、制御部９０にて循環される予備温調槽７内の液体を加熱してその液体を所定温度よりも低い特定温度に保温する。
【００４２】
本実施形態では、加熱ヒータ３ｂは、自動バルブ８ｆおよび８ｃと予備温調槽７との間に設けられる。加熱ヒータ３ｂは、例えば、自動バルブ８ｆまたは８ｃから予備温調槽７に供給される予備液１Ａを加熱する。
【００４３】
加熱ヒータ３ｂは、例えば、予備液として用いられるリン酸を特定温度の８０℃〜９０℃に保温する。リン酸の温度を８０℃〜９０℃に保温することによって、予備液の粘度が低下して、予備液が、予備温調槽７とフィルタ５ａまたは５ｂとの間を循環し易くなる。さらに、処理液１ｂとして予備液１Ａがエッチング処理槽２に供給されることにより、その処理液１ｂを所定温度に昇温するのに要する時間を短縮することができる。
【００４４】
循環ポンプ４ａは、エッチング処理槽２内の液体または予備温調槽７内の液体をフィルタ５ａに通して循環させる。循環ポンプ４ａとフィルタ５ａとにより第１循環路が構成される。
【００４５】
本実施形態では、循環ポンプ４ａは、例えば、自動バルブ８ｂから供給される処理液１ａと、自動バルブ８ｇから供給される予備液１Ａと、のいずれか一方をフィルタ５ａに吐き出して、自動バルブ８ａまたは８ｆに出力する。
【００４６】
例えば、循環ポンプ４ａが、自動バルブ８ｂから供給される処理液１ａをフィルタ５ａに吐き出して自動バルブ８ａに出力することによって、処理液１ａに含まれるパーティクルが、フィルタ５ａによって除去される。一方、循環ポンプ４ａが、自動バルブ８ｇから供給される予備液１Ａを、フィルタ５ａに吐き出して自動バルブ８ｆに出力する。よって、フィルタ５ａに堆積したパーティクルが溶解されて、フィルタ５ａの目詰まりが軽減される。
【００４７】
循環ポンプ４ｂは、エッチング処理槽２内の液体または予備温調槽７内の液体をフィルタ５ｂに通して循環させる。循環ポンプ４ｂとフィルタ５ｂとにより第１循環路と独立した第２循環路が構成される。
【００４８】
本実施形態では、循環ポンプ４ｂは、例えば、自動バルブ８ｉから供給される処理液１ａと、自動バルブ８ｄから供給される予備液１Ａと、のいずれか一方をフィルタ５ｂに吐き出して、自動バルブ８ｈまたは８ｃに出力する。例えば、循環ポンプ４ｂは、自動バルブ８ｄから供給される予備液１Ａをフィルタ５ｂに吐き出して自動バルブ８ｃに出力する。
【００４９】
測定部６０は、制御部９０にて循環されるエッチング処理槽２内の液体の圧力、または、エッチング処理槽２内の液体に含まれるパーティクルの濃度を測定する。本実施形態では、測定部６０は、圧力計６ａおよび６ｂと、濃度測定器１０と、を備える。
【００５０】
圧力計６ａは、循環ポンプ４ａから吐き出された、エッチング処理槽２または予備温調槽７内の液体の圧力を測定する。本実施形態では、圧力計６ａは、例えば、循環ポンプ４ａから吐き出された処理液１ａまたは予備液１Ａの圧力を測定する。圧力計６ａにて計測される圧力は、例えば、フィルタ５ａに堆積したパーティクルが増加するほど、処理液１ａの循環が悪くなり、大きくなる。圧力計６ａは、その測定された圧力をＣＰＵ９に供給する。
【００５１】
圧力計６ｂは、循環ポンプ４ｂから吐き出された、エッチング処理槽２または予備温調槽７内の液体の圧力を測定する。本実施形態では、圧力計６ｂは、例えば、循環ポンプ４ｂから吐き出された処理液１ａまたは予備液１Ａの圧力を測定する。圧力計６ｂにて計測される圧力は、例えば、フィルタ５ｂに堆積したパーティクルが増加するほど、処理液１ｂの循環が悪くなり、大きくなる。圧力計６ｂは、その測定された圧力をＣＰＵ９に供給する。
【００５２】
濃度測定器１０は、エッチング処理槽２に収容された所定処理液に含まれるパーティクルの濃度を測定する。濃度測定器１０は、例えば、エッチング処理槽２内の液体に含まれるシリコン酸化物の濃度を測定する。
【００５３】
本実施形態では、濃度測定器１０は、エッチング処理槽２内の液体に含有するシリコンの濃度を測定する。シリコンの濃度は、パーティクルの濃度が大きくなるほど、大きくなる。濃度測定器１０は、その測定された濃度を、ＣＰＵ９に供給する。
【００５４】
制御部９０は、エッチング処理槽２内の液体を第１フィルタに通して循環させるとともに予備温調槽７内の液体を第２フィルタに通して循環させ、その後、エッチング処理槽２内の液体を廃棄し、エッチング処理槽２に予備温調槽７内の液体を供給し、予備温調槽７に所定処理液と同じ液体の予備液を新たに供給し、エッチング処理槽２内の液体を第２フィルタに通して循環させるとともに予備温調槽７内の液体を第１フィルタに通して循環させる。本実施形態では、第１フィルタとしてフィルタ５ａが用いられ、第２フィルタとしてフィルタ５ｂが用いられる。
【００５５】
また、制御部９０は、エッチング処理槽２内の液体をフィルタ５ｂに通して循環させるとともに予備温調槽７内の液体をフィルタ５ａに通して循環させた後、エッチング処理槽２内の液体を廃棄し、エッチング処理槽２に予備温調槽７内の液体を供給し、予備温調槽７に所定処理液と同じ液体の予備液を新たに供給し、エッチング処理槽２内の液体をフィルタ５ａに通して循環させるとともに予備温調槽７内の液体をフィルタ５ｂに通して循環させる。
【００５６】
本実施形態では、制御部９０は、エッチング処理槽２内の処理液１ａをフィルタ５ａに通して循環させるとともに予備温調槽７内の予備液１Ａをフィルタ５ｂに通して循環させた状況で、測定部６０にて測定された圧力が所定圧力を超えた場合、または、測定部６０にて測定された濃度が所定濃度を超えた場合には、処理液１ａを廃棄し、エッチング処理槽２に予備液１Ａを処理液１ｂとして供給し、予備温調槽７に予備液１Ｂを供給し、エッチング処理槽２内の処理液１ｂをフィルタ５ｂに通して循環させるとともに予備温調槽７内の予備液１Ｂをフィルタ５ａに通して循環させる。そして、制御部９０は、エッチング処理槽２内の処理液１ｂをフィルタ５ｂに通して循環させるとともに予備温調槽７内の予備液１Ｂをフィルタ５ａに通して循環させた状況で、測定部６０にて測定された圧力が所定圧力を超えた場合、または、測定部６０にて測定された濃度が所定濃度を超えた場合には、処理液１ｂを廃棄し、エッチング処理槽２に予備液１Ｂを処理液１ｃとして供給し、エッチング処理槽２内の処理液１ｃをフィルタ５ａに通して循環させるとともに予備温調槽７内の予備液１Ｃをフィルタ５ｂに通して循環させる。
【００５７】
さらに、制御部９０は、濃度測定器１０にて測定された濃度が、所定濃度よりも低い特定濃度となるように、エッチング処理槽２内の液体にシリコン酸化物を溶解し、その後、エッチング処理槽２でエッチング処理を行う。
【００５８】
本実施形態では、例えば、制御部９０は、測定部６０にて測定された圧力が所定圧力を超えた場合、または、測定部６０にて測定された濃度が所定濃度を超えた場合には、処理液１ａを廃棄し、エッチング処理槽２に予備液１Ａを処理液１ｂとして供給し、濃度測定器１０にて測定された濃度が、特定濃度となるように、エッチング処理槽２内の処理液１ｂにシリコン酸化物を溶解し、その後、エッチング処理槽２でエッチング処理を行いながら、エッチング処理槽２内の処理液１ｂをフィルタ５ｂに通して循環させるとともに予備温調槽７内の予備液１Ｂをフィルタ５ａに通して循環させる。
【００５９】
切替部９１は、自動バルブ８ａ〜８ｌの各々の開閉を制御して、圧力計６ａまたは６ｂにて測定された圧力が所定圧力を超えた場合、または、濃度測定器１０にて測定された濃度が所定濃度を超えた場合には、エッチング処理槽２内の処理液１ａを廃棄し、エッチング処理槽２に予備液１Ａを処理液１ｂとして供給し、予備温調槽７に予備液１Ｂを新たに供給する。本実施形態では、便宜上、濃度測定器１０にて測定された濃度が所定濃度を超えた場合の動作ついて以下に説明する。
【００６０】
ＣＰＵ９は、自動バルブ８ａ〜８ｌの各々の開閉を制御する。ＣＰＵ９は、自動バルブ８ｅ〜８ｌを閉じて自動バルブ８ａ〜８ｄを開く。これにより、ＣＰＵ９は、循環ポンプ４ａにてエッチング処理槽２内の液体をフィルタ５ａに通して循環させるとともに、循環ポンプ４ｂにて予備温調槽７内の液体をフィルタ５ｂに通して循環させる。この循環状態は、本実施形態では、第１循環状態と称される。
【００６１】
第１循環状態では、フィルタ５ａには、エッチング処理槽２内の液体が通るため、パーティクルが堆積する。一方、フィルタ５ｂでは、予備温調槽７内の液体が通るため、フィルタ５ｂに堆積されたパーティクルが除去される。
【００６２】
本実施形態では、ＣＰＵ９は、所定濃度を示す濃度閾値を保持する。ＣＰＵ９は、濃度測定器１０にて測定された濃度を受け付け、その濃度が濃度閾値を超えると、処理液１ａを廃棄し、エッチング処理槽２に予備液１Ａを処理液１ｂとして供給し、予備温調槽７に予備液１Ｂを供給する。
【００６３】
具体的には、ＣＰＵ９は、濃度測定器１０にて測定された濃度が濃度閾値を超えると、自動バルブ８ａ〜８ｌを閉じ、自動バルブ８ｅを開いて、処理液１ａを廃棄し、その後ＣＰＵ９は、自動バルブ８ｅを閉じ、自動バルブ８ｊを開いて、エッチング処理槽２に予備液１Ａを供給する。そして、ＣＰＵ９は、自動バルブ８ｊを閉じ、自動バルブ８ｋを開いて、予備温調槽７に予備液１Ｂを供給し、その後自動バルブ８ｋを閉じる。
【００６４】
また、ＣＰＵ９は、予備温調槽７に予備液１Ｂを供給した後、自動バルブ８ａ〜８ｅと８ｊ〜８ｌとを閉じて自動バルブ８ｆ〜８ｉを開く。これにより、ＣＰＵ９は、循環ポンプ４ｂにてエッチング処理槽２内の液体をフィルタ５ｂに通して循環させるとともに、循環ポンプ４ａにて予備温調槽７内の液体をフィルタ５ａに通して循環させる。この循環状態は、本実施形態では、第２循環状態と称される。
【００６５】
第２循環状態では、フィルタ５ｂには、エッチング処理槽２内の液体が通るため、パーティクルが堆積する。一方、フィルタ５ａでは、予備温調槽７内の液体が通るため、フィルタ５ａに堆積されたパーティクルが除去される。
【００６６】
さらに、ＣＰＵ９は、濃度測定器１０にて測定された濃度が濃度閾値を超えると、処理液１ｂを廃棄し、エッチング処理槽２に予備液１Ｂを処理液１ｃとして供給し、予備温調槽７に予備液１Ｃを供給する。予備温調槽７に予備液１Ｃを供給した後、ＣＰＵ９は、自動バルブ８ｅ〜８ｌを閉じて自動バルブ８ａ〜８ｄを開く。これにより、ＣＰＵ９は、循環ポンプ４ａにて処理液１ｃをフィルタ５ａに通して循環させるとともに、循環ポンプ４ｂにて予備液１Ｃをフィルタ５ｂに通して循環させる。
【００６７】
このため、フィルタ５ａには、処理液１ｃが通るため、パーティクルが堆積する。一方、フィルタ５ｂでは、予備液１Ｃが通るため、フィルタ５ｂに堆積されたパーティクルが除去される。
【００６８】
よって、ＣＰＵ９は、濃度測定器１０にて測定された濃度が濃度閾値を超えるたびに、エッチング処理槽２内の液体を廃棄し、エッチング処理槽２に予備温調槽７の液体を供給し、予備温調槽７に所定処理液と同じ液体の予備液を新たに供給して、循環状態を他の循環状態（第１循環状態または第２循環状態のいずれか）に切り替える。
【００６９】
また、本実施形態では、ＣＰＵ９は、濃度測定器１０にて測定された濃度が特定濃度となるように、エッチング処理槽２内の液体にシリコン酸化物を溶解し、その後、エッチング処理槽２でエッチング処理を行う。なお、特定濃度は、所定濃度よりも低い値である。
【００７０】
ＣＰＵ９は、循環ポンプ４ａまたは４ｂにて循環されるエッチング処理槽２内の液体に含まれるシリコン酸化物の濃度の目標となる特定濃度を示す目標値を保持する。ＣＰＵ９は、例えば、濃度測定器１０にて測定された濃度を受け付けると、その濃度が目標値となるように、処理液１ｃに添加するシリコン酸化物の添加量を示す添加情報を、溶解装置１１に供給する。例えば、ＣＰＵ９は、濃度測定器１０にて測定された濃度と目標値が示す濃度との差分に、エッチング処理槽２の容積を乗算し、その乗算された値を示す添加情報を生成して溶解装置１１に供給する。
【００７１】
溶解装置１１は、濃度測定器１０にて測定された濃度が、特定濃度となるようにシリコン酸化物をエッチング処理槽２内の液体に溶解する。本実施形態では、溶解装置１１は、ＣＰＵ９から添加情報を受け付けると、その添加情報に示される添加量のシリコン酸化物を、例えば、処理液１ｃに溶解する。なお、溶解装置１１がエッチング処理槽２内の液体にシリコン酸化物を溶解するときには、ＣＰＵ９が、自動バルブ８ｌを開く。
【００７２】
すなわち、本実施形態による半導体製造装置１００は、半導体ウエハをエッチング処理するための液体として、所定処理液を収容し、半導体ウエハが所定処理液に浸されることによってエッチング処理が行われるエッチング処理槽２と、エッチング処理にて所定処理液中に生じるパーティクルを捕捉する第１および第２フィルタ５ａおよび５ｂと、パーティクルを溶解する液体として、所定処理液と同じ液体の予備液を収容する予備槽７と、エッチング処理槽２内の液体を第１フィルタ５ａに通して循環させるとともに予備槽７内の液体を第２フィルタ５ｂに通して循環させ、その後、エッチング処理槽２内の液体を廃棄し、エッチング処理槽２に予備槽７内の液体を供給し、予備槽７に所定処理液と同じ液体の予備液を新たに供給し、エッチング処理槽２内の液体を第２フィルタ５ｂに通して循環させるとともに予備槽７内の液体を第１フィルタ５ａに通して循環させる制御部９０と、制御部９０にて循環されるエッチング処理槽２内の液体の圧力、または、その液体に含まれるパーティクルの濃度を測定する測定部６０と、エッチング処理槽２内の液体に含まれるシリコン酸化物の濃度を測定する濃度測定器１０と、制御部９０にて循環されるエッチング処理槽２内の液体を加熱してその液体を所定温度に保温する第１ヒータ３ａと、制御部９０にて循環される予備槽７内の液体を加熱してその液体を所定温度よりも低い特定温度に保温する第２ヒータ３ｂと、を有して構成されている。
【００７３】
本実施形態によれば、半導体ウエハをエッチング処理するための液体として、所定処理液を収容し、半導体ウエハが所定処理液に浸されることによってエッチング処理が行われるエッチング処理槽２と、エッチング処理にて所定処理液中に生じるパーティクルを捕捉するフィルタ５ａおよび５ｂと、パーティクルを溶解する液体として、所定処理液と同じ液体の予備液を収容する予備温調槽７と、を備える。そして、制御部９０が、エッチング処理槽２内の液体１ａをフィルタ５ａに通して循環させるとともに予備温調槽７内の液体１Ａをフィルタ５ｂに通して循環させる。その後、制御部９０は、エッチング処理槽２内の液体１ａを廃棄し、エッチング処理槽２に予備温調槽７内の液体１Ａを新たな液体１ｂとして供給し、予備温調槽７に所定処理液と同じ液体の予備液１Ｂを供給し、エッチング処理槽２内の液体１ｂをフィルタ５ｂに通して循環させるとともに予備温調槽７内の液体１Ｂをフィルタ５ａに通して循環させる。
【００７４】
このため、パーティクルを溶解する薬液として、エッチング処理するための所定処理液と同じ薬液を用いることによって、所定処理液と異なる薬液がエッチング処理槽２に混入して半導体ウエハのエッチングすべきでない部分をエッチングしてしまうことを防止することができる。さらに、予備温調槽７を設けて予備液を循環させることによって、パーティクルの溶解に時間を要する薬液であっても、フィルタ５ａおよび５ｂの目詰まりを十分に低減することができる。
【００７５】
例えば、半導体製造装置１００は、フィルタ５ａに通す液体を、エッチング処理槽２内の液体１ａから予備温調槽７内の液体１Ｂに切り替えることによって、フィルタ５ａに堆積したパーティクルを予備温調槽７内の液体１Ｂにより除去することができる。これとともに、半導体製造装置１００は、フィルタ５ｂに通す液体を、予備温調槽７内の液体１Ａからエッチング処理槽２内の液体１ｂに切り替えることによって、予備温調槽７内の液体１Ａにて再生されたフィルタ５ｂを介してエッチング処理槽２内の液体１ｂ中に含まれるパーティクルを除去することができる。したがって、半導体製造装置１００は、フィルタ５ａの目詰まりを抑制しつつ、フィルタ５ｂによってエッチング処理槽２内の液体１ｂ中のパーティクルを効率良く取り除くことができる。
【００７６】
よって、本実施形態によれば、エッチング処理の精度を維持しつつ、フィルタの劣化を改善してパーティクルを効率良く除去することができる。これにより、半導体製造装置１００は、半導体集積回路の製造における歩留まりを改善するとともに、フィルタ５ａおよび５ｂの交換に伴うフィルタの使用量を低減することができる。さらに、フィルタ５ａおよび５ｂの交換に伴う半導体製造装置１００の不稼働時間を短縮することができ、半導体集積回路の生産性の向上を実現することができる。
【００７７】
また、本実施形態では、制御部９０が、エッチング処理槽２内の液体１ｂをフィルタ５ｂに通して循環させるとともに予備温調槽７内の液体１Ｂをフィルタ５ａに通して循環させた後、制御部９０は、エッチング処理槽２内の液体１ｂを廃棄し、エッチング処理槽２に予備温調槽７内の液体１Ｂを新たな液体１ｃとして供給し、予備温調槽７に所定処理液と同じ液体の予備液１Ｃを新たに供給し、エッチング処理槽２内の液体１ｃをフィルタ５ａに通して循環させるとともに予備温調槽７内の液体１Ｃをフィルタ５ｂに通して循環させる。
【００７８】
このため、半導体製造装置１００は、フィルタ５ｂに通す液体を、エッチング処理槽２内の液体１ｂから予備温調槽７内の液体１Ｃに切り替えることによって、フィルタ５ｂに堆積したパーティクルを予備温調槽７内の液体１Ｃにより除去することができる。これとともに、半導体製造装置１００は、フィルタ５ａに通す液体を、予備温調槽７内の液体１Ｂからエッチング処理槽２内の液体１ｃに切り替えることによって、液体１Ｂにて再生されたフィルタ５ａを通してエッチング処理槽２内の液体１ｃ中に含まれるパーティクルを除去することができる。
【００７９】
したがって、半導体製造装置１００は、フィルタ５ａおよび５ｂの目詰まりを低減しつつ、所定処理液中に生じるパーティクルを効率良く取り除くことができる。
【００８０】
また、本実施形態では、加熱ヒータ３ａがエッチング処理槽２内の液体を加熱してその液体を所定温度に保温し、加熱ヒータ３ｂが予備温調槽７内の液体を加熱してその液体を所定温度よりも低い特定温度に保温する。
【００８１】
このため、半導体製造装置１００では、予備温調槽７内の液体を加熱してその液体の有する粘度を低下させることにより、予備温調槽７内の液体が、予備温調槽７とフィルタ５ａまたは５ｂとの間を循環し易くなる。さらに、予備温調槽７内の液体がエッチング処理槽２に供給されときに、その液体を所定温度に昇温するのに要する時間を短縮することができる。また、予備温調槽７内の液体を所定温度よりも低い特定温度に維持することによって、予備温調槽７内の液体が循環している間に、その液体中に含まれる水分の蒸発量を低減することができる。
【００８２】
また、本実施形態では、半導体製造装置１００が、制御部９０にて循環されるエッチング処理槽２内の液体の圧力、または、その液体に含まれるパーティクルの濃度を測定する測定部６０をさらに有する。そして、制御部９０は、エッチング処理槽２内の液体をフィルタ５ａに通して循環させるとともに予備温調槽７内の液体をフィルタ５ｂに通して循環させた状況で、測定部６０にて測定された圧力が所定圧力を超えた場合、または、測定部６０にて測定された濃度が所定濃度を超えた場合には、エッチング処理槽２内の液体を廃棄し、エッチング処理槽２に予備温調槽７内の液体を供給し、予備温調槽７に所定処理液と同じ液体の予備液を新たに供給し、エッチング処理槽２内の液体をフィルタ５ｂに通して循環させるとともに予備温調槽７内の液体をフィルタ５ａに通して循環させる。
【００８３】
エッチング処理槽２内の液体をフィルタ５ｂに通して循環させるとともに予備温調槽７内の液体をフィルタ５ａに通して循環させる状況で、制御部９０は、測定部６０にて測定された圧力が所定圧力を超えた場合、または、測定部６０にて測定された濃度が所定濃度を超えた場合には、エッチング処理槽２内の液体を廃棄し、エッチング処理槽２に予備温調槽７内の液体を供給し、予備温調槽７に所定処理液と同じ液体の予備液を新たに供給し、エッチング処理槽２内の液体をフィルタ５ａに通して循環させるとともに予備温調槽７内の液体をフィルタ５ｂに通して循環させる。
【００８４】
このため、半導体製造装置１００は、測定部６０にて測定された濃度または圧力のいずれかの値を用いて、フィルタ５ａまたは５ｂに堆積したパーティクルの堆積量、すなわち、フィルタ５ａまたは５ｂの劣化度合いを検出することができる。よって、半導体製造装置１００は、フィルタ５ａまたは５ｂの目詰まりが起こる前に、適切なタイミングでエッチング処理を停止して、エッチング処理槽２内の液体を廃棄することができる。
【００８５】
また、本実施形態では、半導体製造装置１００が、エッチング処理槽２内の液体に含まれるシリコン酸化物の濃度を測定する濃度測定器１０を有し、制御部９０が、さらに、濃度測定器１０にて測定された濃度が特定濃度となるようにエッチング処理槽２内の液体にシリコン酸化物を溶解し、その後、エッチング処理槽２でエッチング処理を行う。
【００８６】
エッチング処理槽２内の液体である所定処理液としては、例えば、シリコン酸化膜のエッチング速度に対するシリコン窒化膜のエッチング速度の選択比が大きいリン酸が用いられる。所定処理液として新液のリン酸が用いられる場合、半導体ウエハによっては、シリコン酸化膜のエッチング速度が十分に低くないため、新液のリン酸にシリコン酸化物を混入してエッチング酸化膜のエッチング速度を所定速度まで下げなければならない場合がある。
【００８７】
本実施形態では、予備温調槽７内の液体を一方のフィルタに通して循環させることで、そのフィルタに付着したシリコン酸化物が予備温調槽７内の液体に溶解される。このため、予備温調槽７内の液体には、シリコン酸化物が含まれることになる。
【００８８】
したがって、半導体製造装置１００では、シリコン酸化物を含んでいる予備温調槽７内の液体をエッチング処理槽２に供給するため、エッチング処理槽２内の液体に溶解するシリコン酸化物の添加量を低減することができる。
【００８９】
なお、本実施形態では、ＣＰＵ９が、濃度測定器１０にて測定された濃度に基づいてエッチング処理槽２内の液体を廃棄する例について説明したが、ＣＰＵ９が、所定圧力を示す圧力閾値を保持し、圧力計６ａおよび６ｂにて計測されたそれぞれの圧力を受け付け、これらの圧力が圧力閾値を超えるたびに、エッチング処理槽２内の液体を廃棄し、エッチング処理槽２に予備液を供給し、予備温調槽７に新たな予備液を供給して、循環状態を第１循環状態と第２循環状態とに交互に切り替えるようにしてもよい。例えば、ＣＰＵ９は、圧力計６ａにて測定された圧力が圧力閾値を超えると、処理液１ａを廃棄し、エッチング処理槽２に予備液１Ａを新たな処理液１ｂとして供給し、予備温調槽７に予備液１Ｂを新たに供給して、処理液１ｂをフィルタ５ｂに通して循環させるとともに予備液１Ｂをフィルタ５ａに通して循環させる。
【００９０】
以上説明した実施形態において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００９１】
１００  半導体製造装置
６０  測定部
９０  制御部
９１  切替部
２  エッチング処理槽
３ａ、３ｂ  加熱ヒータ
４ａ、４ｂ  循環ポンプ
５ａ、５ｂ  フィルタ
６ａ、６ｂ  圧力計
７  予備温調槽
８ａ〜８ｌ  自動バルブ
９  ＣＰＵ
１０  濃度測定器
１１  溶解装置
【図１】
2012009667.tif 000003
【図２】
2012009667.tif 000004