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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-08-25
(45)【発行日】2022-09-02
(54)【発明の名称】基板処理方法および基板処理システム
(51)【国際特許分類】
H01L 21/306 20060101AFI20220826BHJP
H01L 27/11582 20170101ALI20220826BHJP
H01L 21/336 20060101ALI20220826BHJP
H01L 29/788 20060101ALI20220826BHJP
H01L 29/792 20060101ALI20220826BHJP
【ＦＩ】
H01L21/306 E
H01L27/11582
H01L29/78 371
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2019036093
(22)【出願日】2019-02-28
(65)【公開番号】P2020141063
(43)【公開日】2020-09-03
【審査請求日】2021-12-23
(73)【特許権者】
【識別番号】000207551
【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス
(74)【代理人】
【識別番号】100168583
【弁理士】
【氏名又は名称】前井 宏之
(72)【発明者】
【氏名】武明 励
(72)【発明者】
【氏名】太田 喬
【審査官】鈴木 智之
(56)【参考文献】
【文献】特開平７－１７６５０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－１９９８５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１９５３３８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０１１２１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０２９４１７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／３０６
Ｈ０１Ｌ ２７／１１５８２
Ｈ０１Ｌ ２１／３３６
(57)【特許請求の範囲】
【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エッチング工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漬させ、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エッチング工程と
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漬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エッチング工程において、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、前記中断工程を開始する、請求項３に記載の基板処理方法。
【請求項5】
前記第１エッチング工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エッチング工程のエッチング処理条件と前記第１エッチング工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、請求項３に記載の基板処理方法。
【請求項6】
前記第２エッチング工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エッチング工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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体ウエハ、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ＥＬ用基板、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）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（ＳｉＮ）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エッチングを抑制しつつシリコン窒化膜をエ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エ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、単に燐酸エッチング）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漬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漬することにより、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】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１８－１３３５５１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ＮＡＮＤ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、パ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エッチング工程と、中断工程と、移動工程と、第２エッチング工程とを包含する。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エッチング工程では、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エッチング工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エッチング工程では、前記処理槽に貯留された第２燐酸液に前記基板を浸漬させ、中断された前記複数の積層のエッチングを再開する。
【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漬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エッチング工程において、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。
【0011】
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エッチング工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エッチング工程のエッチング処理条件と前記第１エッチング工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エッチング工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エッチング工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】（ａ）および（ｂ）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、（ｃ）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、（ｂ）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、（ｃ）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、（ｄ）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（ｅ）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、（ｂ）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、（ｃ）はバッチ処理装置で処理された基板の模式図であり、（ｄ）は枚葉処理装置の模式図であり（ｅ）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（ｆ）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。
【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11】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、Ｙ軸およびＺ軸を記載することがある。典型的には、Ｘ軸およびＹ軸は水平方向に平行であり、Ｚ軸は鉛直方向に平行である。
【0019】
【0020】
基板処理システム１００は、基板Ｗを処理する。基板処理システム１００は、基板Ｗ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Ｗを処理する。
【0021】
基板Ｗは、薄い板状である。典型的には、基板Ｗは、薄い略円板状である。基板Ｗ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１００は、燐酸液で基板Ｗ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１００は、基板Ｗを燐酸液で１枚ごとに処理し、また、複数枚の基板Ｗ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１００は、枚葉処理装置２００と、バッチ処理装置３００とを備える。ここでは、枚葉処理装置２００およびバッチ処理装置３００は互いに近くに配置される。典型的には、枚葉処理装置２００およびバッチ処理装置３００は互いに対向する。例えば、枚葉処理装置２００およびバッチ処理装置３００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１００では、先に枚葉処理装置２００が基板Ｗ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３００が基板Ｗの複数の積層のエッチングを再開する。
【0025】
枚葉処理装置２００は、基板Ｗを１枚ずつ処理する。ここでは、枚葉処理装置２００は、基板Ｗを燐酸液Ｌ１で処理する。本明細書において、枚葉処理装置２００における基板Ｗの燐酸処理に用いる燐酸液を燐酸液Ｌ１と記載し、燐酸液Ｌ１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２００において燐酸液Ｌ１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エッチング工程と記載することがある。
【0026】
枚葉処理装置２００は、基板Ｗに燐酸液Ｌ１を供給する。典型的には、燐酸液Ｌ１は高温に加熱された状態で基板Ｗに供給される。典型的には、枚葉処理装置２００において、基板Ｗは、主面の法線が鉛直方向（Ｚ方向）と平行になるように配置される。
【0027】
枚葉処理装置２００は、チャンバー２０２と、基板保持部２１０と、燐酸液供給部２２０とを含む。チャンバー２０２は内部空間を有する略箱形状である。チャンバー２０２には、基板保持部２１０と、燐酸液供給部２２０とが収容される。
【0028】
また、チャンバー２０２は基板Ｗを収容する。チャンバー２０２には基板Ｗが１枚ずつ収容される。基板Ｗは、チャンバー２０２内に収容され、チャンバー２０２内で処理される。
【0029】
基板保持部２１０は、基板Ｗを保持する。また、基板保持部２１０は、基板Ｗを保持した状態で基板Ｗとともに回転する。例えば、基板保持部２１０は、基板Ｗ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２１０は、基板Ｗを裏面から保持する任意の機構を有してもよい。例えば、基板保持部２１０は、バキューム式であってもよい。この場合、基板保持部２１０は、非デバイス形成面である基板Ｗ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Ｗを水平に保持する。あるいは、基板保持部２１０は、複数のチャックピンを基板Ｗ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２２０は基板Ｗに燐酸液Ｌ１を供給する。燐酸液供給部２２０が基板Ｗに燐酸液Ｌ１を供給することで、基板Ｗを燐酸処理できる。例えば、燐酸液供給部２２０は、基板保持部２１０に保持された基板Ｗを回転させた状態で、基板Ｗに燐酸液Ｌ１を供給する。
【0032】
燐酸液Ｌ１は、例えば、燐酸を主成分とする水溶液である。燐酸液Ｌ１中の燐酸濃度は、５０％以上であることが好ましく、６５％以上であることがさらに好ましく、８０％以上であることがさらに好ましい。ただし、燐酸液Ｌ１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３００は、基板Ｗを処理する。バッチ処理装置３００は、基板Ｗを複数枚まとめて処理する。例えば、バッチ処理装置３００は、５枚以上１００枚以下の基板Ｗをまとめて処理する。ここでは、バッチ処理装置３００は、基板Ｗを燐酸液Ｌ２で処理する。本明細書において、バッチ処理装置３００における基板Ｗの燐酸処理に用いる燐酸液を燐酸液Ｌ２と記載し、燐酸液Ｌ２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３００において燐酸液Ｌ２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エッチング工程と記載することがある。なお、本明細書において、燐酸液Ｌ１および燐酸液Ｌ２を包括して燐酸液Ｌと記載することがある。
【0034】
バッチ処理装置３００は、貯留された燐酸液Ｌ２内に基板Ｗを浸漬する。燐酸液Ｌ２は高温に加熱される。典型的には、バッチ処理装置３００において、基板Ｗは、主面の法線が鉛直方向に対して垂直方向（ここでは、Ｙ方向）になるように配置される。
【0035】
燐酸液Ｌ２は、例えば、燐酸を主成分とする水溶液である。燐酸液Ｌ２中の燐酸濃度は、５０％以上であることが好ましく、６５％以上であることがさらに好ましく、８０％以上であることがさらに好ましい。ただし、燐酸液Ｌ２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Ｌ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トを高く維持し、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Ｌの濃度および／または温度に加えて、燐酸液Ｌ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Ｌ２中の燐酸濃度は燐酸液Ｌ１中の燐酸濃度と等しくてもよい。また、燐酸液Ｌ２中の燐酸濃度は燐酸液Ｌ１中の燐酸濃度よりも高くてもよい。あるいは、燐酸液Ｌ２中の燐酸濃度は燐酸液Ｌ１中の燐酸濃度よりも低くてもよい。
【0038】
バッチ処理装置３００は、処理槽３１０および積載部３２０を含む。処理槽３１０は、燐酸液を貯留する。積載部３２０には複数の基板Ｗが積載可能である。積載部３２０は、複数の基板Ｗを積載した状態で処理槽３１０内に浸漬する。これにより、複数の基板Ｗはまとめてバッチ処理される。
【0039】
枚葉処理装置２００およびバッチ処理装置３００における燐酸処理により、基板Ｗ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Ｌの温度に応じて変化する。燐酸液Ｌ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Ｌ２の温度は、燐酸液Ｌ１の温度と等しくてもよい。この場合、枚葉処理の基板Ｗのエッチングレートをバッチ処理における基板Ｗのエッチングレートとほぼ等しくできる。例えば、燐酸液Ｌ１の温度は１５０℃～１８０℃に設定され、燐酸液Ｌ２の温度は１５０℃～１８０℃に設定される。
【0041】
なお、燐酸液Ｌ１の温度は、燐酸液供給部２２０と基板Ｗ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２００における燐酸処理のエッチングレートをバッチ処理装置３００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２００においてチャンバー２０２の外部において燐酸液Ｌ１の温度を調整する場合、枚葉処理装置２００における燐酸液Ｌ１の設定温度は、バッチ処理装置３００の処理槽３１０内の燐酸液Ｌ２の温度よりも高くすることが好ましい。例えば、燐酸液Ｌ１の温度は１６５℃～１９５℃に設定され、燐酸液Ｌ２の温度は１５０℃～１８０℃に設定される。このように、枚葉処理装置２００において基板Ｗに向けて吐出される燐酸液Ｌ１の温度を燐酸液Ｌ２の設定温度よりも高くすることにより、燐酸液Ｌ１が基板Ｗと接触する際の温度を燐酸液Ｌ２の温度とほぼ等しくできる。ただし、燐酸液Ｌ１の温度は、燐酸液Ｌ２の温度よりも低くてもよい。
【0042】
なお、燐酸液Ｌで基板Ｗを処理する場合、基板Ｗにシリコン酸化層があると、燐酸液Ｌ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Ｌで基板Ｗを処理する場合、基板Ｗにポリシリコン膜があると、燐酸液Ｌ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Ｌ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Ｌ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Ｌの濃度は比較的低いことが好ましい。例えば、燐酸液Ｌ中の燐酸濃度が濃度８５％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Ｌにシリコンを溶解させて燐酸液Ｌのシリコン濃度を設定することが好ましい。燐酸液Ｌ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Ｌのシリコン濃度を高くすることが好ましい。
【0045】
一方で、シリコン窒化層をエッチングすることにより、反応物として生成したシリコンが燐酸液Ｌ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Ｌ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Ｌ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Ｗ上のパターン上の処理液が基板Ｗ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Ｗ上において仮に一時的に燐酸液Ｌに含まれるシリコン濃度が燐酸液Ｌ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Ｌ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Ｌ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Ｗ上の燐酸液Ｌ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Ｌ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】
一方、バッチ処理においては、複数の基板Ｗが処理槽内において相対して配置されるため、各基板Ｗの全面にわたり、基板Ｗ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Ｗ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Ｗ上において仮に一時的に燐酸液Ｌに含まれるシリコン濃度が燐酸液Ｌ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Ｌ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Ｌ２のシリコン濃度は、燐酸液Ｌ１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Ｌ２として基板Ｗが処理槽３１０に浸漬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Ｌ１として基板Ｗ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Ｌ１のシリコン濃度は、燐酸液Ｌ２のシリコン濃度と等しくてもよい。あるいは、燐酸液Ｌ１のシリコン濃度は、燐酸液Ｌ２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１００が枚葉処理装置２００およびバッチ処理装置３００を備える場合、枚葉処理装置２００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Ｗを枚葉処理できる。
【0051】
図１に示した基板処理システム１００では、枚葉処理装置２００は、枚葉処理部２００Ａと、枚葉処理部２００Ｂと、枚葉処理部２００Ｃと、枚葉処理部２００Ｄとを含む。枚葉処理部２００Ａ～２００Ｄのそれぞれは、基板Ｗを１枚ずつ処理できる。このため、基板処理システム１００において、枚葉処理装置２００は、同時間帯に４枚の基板Ｗを処理できる。枚葉処理部２００Ａ～２００Ｄのそれぞれは、チャンバー２０２と、基板保持部２１０と、燐酸液供給部２２０とを含む。
【0052】
本実施形態の基板処理システム１００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Ｗを燐酸処理する場合、基板Ｗ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Ｗ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Ｗ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Ｌ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１００では、燐酸処理期間のうちの初期には、基板Ｗを枚葉処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Ｗ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１００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Ｗを燐酸液Ｌで処理する。
【0055】
Ｓ１において、基板Ｗを燐酸液Ｌ１で枚葉処理する。枚葉処理装置２００は、基板Ｗを燐酸液Ｌ１で処理する。枚葉処理装置２００では、基板保持部２１０が基板Ｗを保持しながら回転し、燐酸液供給部２２０が基板Ｗに燐酸液Ｌ１を供給する。枚葉処理は、基板Ｗ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Ｗは、枚葉処理装置２００の基板保持部２１０から取り出され、バッチ処理装置３００に移動される。
【0056】
Ｓ２において、基板Ｗを燐酸液Ｌ２でバッチ処理する。バッチ処理装置３００は、基板Ｗを燐酸液Ｌ２で処理する。バッチ処理装置３００では、基板Ｗは処理槽３１０に浸漬される。バッチ処理は、基板Ｗ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３００において基板Ｗを燐酸液Ｌ２で処理する処理時間は、枚葉処理装置２００において基板Ｗを燐酸液Ｌ１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３００においてエッチングされる基板Ｗのシリコン窒化層の厚さは、枚葉処理装置２００においてエッチングされる基板Ｗ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、Ｓ１の燐酸液Ｌ１による枚葉処理とＳ２の燐酸液Ｌ２によるバッチ処理との間には、基板Ｗ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Ｌ１によるエッチング処理の後に、燐酸液Ｌ２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でも、基板Ｗは、１の燐酸液Ｌ１による枚葉処理とＳ２の燐酸液Ｌ２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Ｗは燐酸処理される。燐酸処理により、基板Ｗのシリコン窒化層はエッチングされる。典型的には、基板Ｗ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１００は、微細な積層構造を有する基板Ｗ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Ｗは、ＮＡＮＤ構造のメモリに用いられる。一例として、基板Ｗは、三次元構造ＮＡＮＤ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（ｂ）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Ｗの模式図である。図３（ａ）は、基板ＷをＸＺ断面に沿って切断した模式的な拡大断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の基板ＷをＩＩＩＢ－ＩＩＩＢ線に切断した模式的な拡大断面図である。
【0062】
図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、基板Ｗは、基材Ｓと、積層構造Ｍとを有する。積層構造Ｍは、シリコン窒化層を含む複数の積層が間隙Ｄを介して相対する三次元積層構造である。ここでは、基板Ｗは、ＸＺ平面に広がるように配置されている。基材Ｓは、ＸＺ平面に広がる薄膜である。積層構造Ｍは、基材Ｓの上面に配置される。積層構造Ｍは、基材Ｓの上面からＺ方向に延びる。積層構造Ｍには間隙Ｄが形成されている。ここでは、間隙Ｄは、基材Ｓにまで達しており、基材Ｓの一部が露出している。
【0063】
積層構造Ｍは、複数のシリコン酸化層Ｍａと、複数のシリコン窒化層Ｅａとを有する。シリコン酸化層Ｍａとシリコン窒化層Ｅａとは交互に積層されている。複数のシリコン酸化層Ｍａおよびシリコン窒化層Ｅａのそれぞれは、基材Ｓの上面と平行に延びる。
【0064】
積層構造ＭにはピラーＭｂが埋め込まれている。ピラーＭｂは、燐酸液Ｌ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Ｍｂは、シリコン酸化層または金属膜から形成される。
【0065】
基板Ｗは、基板処理システム１００で燐酸処理される。燐酸処理により、基板Ｗのシリコン窒化層Ｅａがエッチングされる。
【0066】
図３（ｃ）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ＷをＸＺ断面に沿って切断した模式的な拡大断面図である。図３（ｃ）に示すように、燐酸処理により、積層構造Ｍからシリコン窒化層Ｅａが除去されており、積層構造Ｍには、燐酸液Ｌによってエッチングされなかったシリコン酸化層ＭａおよびピラーＭｂが残っている。隣接する２つのシリコン酸化層Ｍａの間には複数のピラーＭｂが設けられている。隣接する２つのシリコン酸化層ＭａはピラーＭｂ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Ｗからシリコン窒化層Ｅａをエッチングする。
【0067】
【0068】
図４（ａ）に示すように、基板Ｗは、基材Ｓと、積層構造Ｍとを有し、積層構造Ｍは、複数のシリコン酸化層Ｍａと、複数のシリコン窒化層Ｅａと、ピラーＭｂとを有する。基板Ｗは、枚葉処理装置２００に装着される。枚葉処理装置２００において、基板Ｗは、基材Ｓの上面の法線方向がＺ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Ｗを燐酸処理すると、シリコン窒化層Ｅａの一部が除去される。
【0070】
図４（ｃ）に示すように、基板Ｗの燐酸処理を続けると、シリコン窒化層Ｅａのさらなる一部が除去される。その後、基板Ｗは、枚葉処理装置２００から搬出され、バッチ処理装置３００に搬入される。
【0071】
図４（ｄ）に示すように、バッチ処理装置３００において、基板Ｗは、基材Ｓの上面の法線方向がＸ方向に平行になるように基板Ｗは配置される。基板Ｗは、バッチ処理装置３００において燐酸処理されると、シリコン窒化層Ｅａのさらなる一部が除去される。
【0072】
図４（ｅ）に示すように、基板Ｗがバッチ処理装置３００でさらに燐酸処理されると、基板Ｗから所定量のシリコン窒化層Ｅａ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Ｗを燐酸処理して基板Ｗからシリコン窒化層Ｅａ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Ｅａとの界面の面積が比較的広い場合、基板Ｗを枚葉処理する。この場合、基板Ｗ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Ｅａとの界面の面積が比較的狭い場合、燐酸液で基板Ｗをバッチ処理する。この場合も、基板Ｗ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トを向上できる。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Ｗ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Ｗ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Ｗの間隙Ｄの径が小さい場合、間隙Ｄ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、一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Ｐが析出した基板Ｗの模式図である。図５では、燐酸液に一度溶解した溶解物Ｐが積層構造Ｍに析出している。例えば、基材Ｓ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Ｓの表面から積層構造の間隙Ｄ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Ｐが積層構造Ｍ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１００では、燐酸液と接す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２００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３００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（ａ）は、バッチ処理装置７００の模式図であり、図６（ｂ）は、バッチ処理装置７００による基板処理時の基板Ｗに対する燐酸液の流れＦ１を示す模式図であり、図６（ｃ）は、バッチ処理装置７００で処理された基板Ｗの模式図である。ここでは、バッチ処理装置７００は、シリコンを高濃度に溶解させた燐酸液を用いて基板Ｗを処理している。
【0078】
図６（ａ）に示すように、バッチ処理装置７００は、処理槽７１０と、循環経路７２０と、ポンプ７３０と、フィルタ７４０とを有する。処理槽７１０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７２０は、処理槽７１０の一部と処理槽７１０の別の一部とを処理槽７１０の外部で連絡する。ポンプ７３０およびフィルタ７４０は、循環経路７２０に設けられる。ポンプ７３０により、処理槽７１０内の燐酸液は循環経路７２０を介して循環する。フィルタ７４０は、循環経路７２０内の粒子を除去する。例えば、フィルタ７４０により、燐酸液内のシリコン含有物が除去される。
【0079】
図６（ｂ）に示すように、バッチ処理を行う場合、基板Ｗの間隙Ｄにおいて燐酸液は、流れＦ１にしたがって流れる。例えば、バッチ処理装置７００において、処理槽７１０の燐酸液にアップフローを形成すると、燐酸液は矢印Ｕの方向に流れる。このため、基板Ｗの間隙Ｄ内の燐酸液は、流れＦ１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Ｄ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。
【0080】
このため、図６（ｃ）に示すように、バッチ処理された基板Ｗを顕微鏡で観察すると、基板Ｗには多数のシリコン含有物が確認される。
【0081】
図６（ｄ）は、枚葉処理装置８００の模式図であり、図６（ｅ）は、枚葉処理装置８００による基板処理時の基板Ｗに対する燐酸液の流れＦ２を示す模式図であり、図６（ｆ）は、枚葉処理装置８００で処理された基板Ｗの模式図である。ここでは、枚葉処理装置８００は、シリコンを高濃度に溶解させた燐酸液を用いて基板Ｗを処理している。
【0082】
図６（ｄ）に示すように、枚葉処理装置８００は、燐酸液供給部８２０を有する。枚葉処理装置８００では、燐酸液供給部８２０が、高速に回転する基板Ｗに対して燐酸液を供給する。基板Ｗに供給された燐酸液により、基板Ｗに対する燐酸処理が行われる。基板Ｗは回転しているため、基板Ｗに供給された燐酸液は遠心力により基板Ｗの上面を外部に向かって流れる。
【0083】
図６（ｅ）に示すように、燐酸処理を行う場合、基板Ｗの間隙Ｄにおいて基板Ｗの間隙Ｄにおいて燐酸液は流れＦ２にしたがって流れる。例えば、枚葉処理装置８００において、基板Ｗを回転させながら燐酸液を供給すると、燐酸液は矢印Ｒの方向に流れる。このため、基板Ｗの間隙Ｄ内の燐酸液は、流れＦ２にしたがって流れる。枚葉処理において、基板Ｗは高速回転されるため、間隙Ｄ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（ｆ）に示すように、枚葉処理された基板Ｗを顕微鏡で観察すると、基板Ｗで観察されるシリコン含有物は微量である。
【0085】
図６（ｂ）と図６（ｅ）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Ｄ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Ｄ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。
【0086】
【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Ｗの間隙Ｄ内の燐酸液Ｌは置換されやすい。このため、仮に、間隙Ｄ内の燐酸液Ｌ内のシリコン濃度が局所的に高くなっても燐酸液Ｌは基板Ｗの間隙Ｄから外に流れるため、シリコン含有物が基板Ｗ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Ｗの間隙Ｄ内の燐酸液が置換しにくい。このため、間隙Ｄ内の燐酸液Ｌ内のシリコン濃度が局所的に高くなると、燐酸液Ｌは基板Ｗの間隙Ｄから外に流れにくいため、シリコン含有物が基板Ｗに析出するおそれがある。
【0088】
なお、基板処理システム１００において、枚葉処理装置２００およびバッチ処理装置３００が基板Ｗを燐酸処理する場合、枚葉処理装置２００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３００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３００は、枚葉処理装置２００において処理された基板Ｗを順次処理できるため、枚葉処理装置２００およびバッチ処理装置３００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１００において１つのバッチ処理装置３００に対して枚葉処理装置２００の枚葉処理部が４個あり、バッチ処理装置３００が一度に１６枚の基板Ｗ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、１０分の枚葉処理時間に対してバッチ処理時間は４０分であることが好ましい。
【0090】
この場合、基板処理システム１００において、４個の枚葉処理部のそれぞれが１０分で処理するため、枚葉処理装置２００の処理能力は２４ＷＰＨ（＝４×６０／１０）である。また、バッチ処理装置３００は４０分で１６枚の基板を処理する場合、バッチ処理装置３００の処理能力は２４ＷＰＨ（＝１６×６０／４０）である。したがって、枚葉処理装置２００およびバッチ処理装置３００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１００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３００による基板Ｗの積載数に応じて、バッチ処理装置３００の処理能力が枚葉処理装置２００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１５分である場合、枚葉処理時間は１５分であり、バッチ処理時間は４５分と設定する。この場合、バッチ処理装置３００に積載可能な基板Ｗの数を３０枚とすると、枚葉処理装置２００が１０個の枚葉処理部を有すれば、バッチ処理装置３００の処理能力を枚葉処理装置２００の処理能力とほぼ等しくなる。このとき、枚葉処理装置２００の処理能力は４０ＷＰＨであり、バッチ処理装置３００の処理能力は４０ＷＰＨであり、基板処理システム１００全体の処理能力は４０ＷＰＨ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Ｗの数が３０枚であることから、処理能力は３０ＷＰＨである。一方、１０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１０ＷＰＨである。これに対して、本実施形態の基板処理システム１００では、枚葉処理時間、バッチ処理時間および枚葉処理装置２００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２００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。また、バッチ処理装置３００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２００は、耐熱性の観点から高温の燐酸液Ｌ１を長時間供給し続けられず、燐酸液Ｌ１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３００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２００およびバッチ処理装置３００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２００は、基板Ｗに燐酸液Ｌ１を供給したが、枚葉処理装置２００は、別の液体を基板Ｗ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１００における枚葉処理装置２００を説明する。図７は、枚葉処理装置２００の模式図である。なお、図７に示した枚葉処理装置２００は、基板保持部２１０および燐酸液供給部２２０の構成、および、リンス液供給部２３０およびカップ２７０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１００における枚葉処理装置２００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２００は、チャンバー２０２、基板保持部２１０および燐酸液供給部２２０に加えて、リンス液供給部２３０をさらに備える。チャンバー２０２には、基板保持部２１０と、燐酸液供給部２２０と、リンス液供給部２３０とが収容される。
【0098】
燐酸液供給部２２０は基板Ｗに燐酸液Ｌ１を供給する。基板Ｗに燐酸液Ｌ１を供給することで、基板Ｗは燐酸処理される。
【0099】
リンス液供給部２３０は基板Ｗにリンス液Ｌｒを供給する。基板Ｗにリンス液Ｌｒを供給することで、基板Ｗはリンス処理される。リンス液Ｌｒは、例えば、純水（脱イオン水：Ｄｅｉｏｎｚｉｅｄ Ｗａｔｅｒ）である。なお、リンス液Ｌｒは、純水に限らず、炭酸水、電解イオン水、水素水、オゾン水、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、および希釈濃度（例えば、１０～１００ｐｐｍ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２００は、カップ２７０をさらに備えることが好ましい。カップ２７０により、基板Ｗに供給された燐酸液Ｌ１およびリンス液Ｌｒ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２１０は、バキューム式であってもよい。基板保持部２１０は、スピンベース２１１と、複数のチャックピン２１２と、回転軸２１３と、スピンモータ２１４とを含む。ここでは、スピンベース２１１は円板状である。スピンベース２１１は水平な姿勢で保持される。複数のチャックピン２１２のそれぞれは、スピンベース２１１の上方で基板Ｗを水平な姿勢で保持する。回転軸２１３は、スピンベース２１１の中央部から下方に延びる。スピンモータ２１４は、回転軸２１３を回転方向Ｄｒに回転させることにより、回転軸線ＡＸ１を中心に基板Ｗおよびスピンベース２１１を回転させる。
【0102】
図７に示すように、燐酸液供給部２２０は、燐酸液ノズル２２１と、燐酸液配管２２２と、燐酸液バルブ２２３と、燐酸液温度調節装置２２４とを含む。燐酸液ノズル２２１は、基板保持部２１０に保持されている基板Ｗに向けて燐酸液Ｌ１を吐出する。燐酸液配管２２２は、燐酸液ノズル２２１に燐酸液Ｌ１を供給する。燐酸液バルブ２２３は、燐酸液配管２２２から燐酸液ノズル２２１への燐酸液Ｌ１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２２４は、燐酸液ノズル２２１に供給される燐酸液Ｌ１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２２３が開くと、燐酸液温度調節装置２２４によって温度調節された燐酸液Ｌ１が、燐酸液配管２２２から燐酸液ノズル２２１に供給され、燐酸液ノズル２２１から吐出される。燐酸液温度調節装置２２４は、例えば、燐酸液Ｌ１の温度を８０～２１５℃の範囲内の一定温度に維持する。燐酸液温度調節装置２２４によって調節される燐酸液Ｌ１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、燐酸液は、燐酸を主成分とする水溶液である。燐酸液Ｌ１中の燐酸の濃度は、例えば、５０％～１００％の範囲であり、好ましくは８０％前後である。
【0104】
燐酸液供給部２２０は、ノズルアーム２２５と、燐酸液ノズル移動部２２６とを含む。燐酸液ノズル２２１はノズルアーム２２５の先端部に取り付けられる。燐酸液ノズル移動部２２６は、基板保持部２１０の周囲で鉛直方向に延びる回動軸線ＡＸ２を中心にノズルアーム２２５を回動させると共に回動軸線ＡＸ２に沿って鉛直方向にノズルアーム２２５を移動させる。これにより、燐酸液ノズル移動部２２６は、燐酸液ノズル２２１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２２６は、燐酸液ノズル２２１から吐出された燐酸液Ｌ１が基板Ｗの上面に供給される処理位置と、燐酸液ノズル２２１が平面視で基板Ｗの周囲に退避した退避位置との間で、燐酸液ノズル２２１を水平方向に移動させる。
【0105】
リンス液供給部２３０は、リンス液ノズル２３１と、リンス液配管２３２と、リンス液バルブ２３３とを含む。リンス液ノズル２３１は、基板保持部２１０に保持されている基板Ｗに向けてリンス液Ｌｒを吐出する。リンス液ノズル２３１は、リンス液ノズル２３１の吐出口が静止された状態でリンス液Ｌｒを吐出する固定ノズルである。リンス液配管２３２は、リンス液ノズル２３１にリンス液Ｌｒを供給する。リンス液バルブ２３３は、リンス液配管２３２からリンス液ノズル２３１へのリンス液Ｌｒの供給および供給停止を切り替える。
【0106】
リンス液バルブ２３３が開くと、リンス液配管２３２からリンス液ノズル２３１に供給されたリンス液Ｌｒが、リンス液ノズル２３１から基板Ｗの上面中央部に向けて吐出される。なお、リンス液供給部２３０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２３１を移動させることにより、基板Ｗの上面に対するリンス液Ｌｒ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２７０は、基板保持部２１０に保持されている基板Ｗよりも外方（回転軸線ＡＸ１から離れる方向）に配置される。カップ２７０は略筒形状を有する。カップ２７０は、スピンベース２１１を取り囲んでいる。カップ２７０は、基板Ｗから排出された処理液を受け止める。
【0108】
基板保持部２１０が基板Ｗを回転させている状態で、処理液が基板Ｗに供給されると、基板Ｗに供給された処理液が基板Ｗの周囲に振り切られる。処理液が基板Ｗに供給されるとき、上向きに開いたカップ２７０は、スピンベース２１１よりも上方に配置される。したがって、基板Ｗの周囲に排出された薬液やリンス液などの処理液は、カップ２７０によって受け止められる。そして、カップ２７０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２００は、基板Ｗにリンス液Ｌｒ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Ｗを燐酸液Ｌ１で枚葉処理した後、連続して基板Ｗを燐酸液Ｌ２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Ｗは、燐酸液Ｌ１による枚葉処理と燐酸液Ｌ２によるバッチ処理との間にリンス処理を行ってもよい。
【0110】
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、Ｓ１において枚葉処理を行い、その後、Ｓ２においてバッチ処理を行う。
【0111】
Ｓ１ａにおいて、枚葉処理装置２００に基板Ｗを搬入する。基板Ｗは、基板保持部２１０に保持される。
【0112】
Ｓ１ｂにおいて、基板Ｗを燐酸処理する。基板保持部２１０が基板Ｗを保持した状態で基板Ｗを回転させながら、燐酸液供給部２２０は基板Ｗに燐酸液Ｌ１を供給する。
【0113】
Ｓ１ｃにおいて、基板Ｗをリンス処理する。基板保持部２１０が基板Ｗを回転させた状態で、リンス液供給部２３０は基板Ｗにリンス液Ｌｒを供給する。
【0114】
Ｓ１ｄにおいて、基板Ｗを乾燥する。燐酸液供給部２２０およびリンス液供給部２３０が燐酸液Ｌ１およびリンス液Ｌｒを供給することなく基板保持部２１０は基板Ｗを保持したまま基板Ｗを回転させる。基板Ｗの回転により、基板Ｗは乾燥する。
【0115】
Ｓ２ａにおいて、バッチ処理装置３００に基板Ｗを搬入する。例えば、基板Ｗは、枚葉処理装置２００から搬出され、バッチ処理装置３００に搬入される。バッチ処理装置３００において、基板Ｗは積載部３２０に積載される。積載部３２０は、複数の基板Ｗを積載する。
【0116】
Ｓ２ｂにおいて、基板Ｗを処理槽３１０内に浸漬させる。処理槽３１０には燐酸液Ｌ２が貯留されており、基板Ｗは燐酸液Ｌ２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。
【0117】
なお、図７を参照して上述した枚葉処理装置２００は、基板Ｗ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２００は、基板Ｗにさらに別の液を供給可能であってもよい。
【0118】
ここで、図９を参照して、本実施形態の基板処理システム１００における枚葉処理装置２００を説明する。図９は、枚葉処理装置２００の模式図である。なお、図９に示した枚葉処理装置２００は、薬液供給部２４０およびエッチング液供給部２５０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２００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。
【0119】
枚葉処理装置２００は、チャンバー２０２と、基板保持部２１０と、燐酸液供給部２２０と、リンス液供給部２３０に加えて、薬液供給部２４０およびエッチング液供給部２５０をさらに備える。薬液供給部２４０およびエッチング液供給部２５０は、チャンバー２０２に収容される。
【0120】
薬液供給部２４０は基板Ｗに薬液Ｌｃを供給する。基板Ｗに薬液Ｌｃを供給することで、基板Ｗは薬液処理される。薬液Ｌｃはアンモニアを含有する。例えば、薬液Ｌｃは、アンモニア過酸化水素水混合液（ＮＨ４ＯＨとＨ２Ｏ２とを含む混合液：ＳＣ１）を含む。あるいは、薬液Ｌｃは水酸化アンモニウム（ＮＨ４ＯＨ）を含む液であってもよい。
【0121】
アンモニアを含有する薬液Ｌｃにより基板Ｗはエッチングされる。特に、薬液Ｌｃにより基板Ｗ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Ｌｃで基板Ｗを処理することにより、処理後の基板Ｗに保護膜を形成できる。保護膜により、基板Ｗ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Ｗ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Ｗ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Ｗに対して次の処理を開始するまでの間隔は４８時間以内であることが好ましく、２４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Ｗ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Ｌｃの温度は室温よりも高いことが好ましい。例えば、薬液Ｌｃの温度は６０℃以上８０℃以下であることが好ましい。薬液Ｌｃ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Ｌｃの温度は室温であってもよく、あるいは、薬液Ｌｃの温度は室温よりも低くてもよい。
【0124】
薬液供給部２４０は、薬液ノズル２４１と、薬液配管２４２と、薬液バルブ２４３と、薬液ノズル移動部２４４とを含む。薬液ノズル２４１は、基板保持部２１０に保持されている基板Ｗに向けて薬液Ｌｃを吐出する。薬液Ｌｃは、ＳＣ１を含む。薬液配管２４２は薬液ノズル２４１に薬液Ｌｃを供給する。薬液バルブ２４３は、薬液配管２４２から薬液ノズル２４１への薬液Ｌｃの供給および供給停止を切り替える。薬液バルブ２４３が開くと、薬液Ｌｃが、薬液配管２４２から薬液ノズル２４１に供給されて、薬液ノズル２４１から吐出される。
【0125】
薬液ノズル移動部２４４は、薬液ノズル２４１を水平方向および／または鉛直方向に移動させる。薬液ノズル移動部２４４は、薬液ノズル２４１から吐出された薬液Ｌｃが基板Ｗの上面に供給される処理位置と、薬液ノズル２４１が平面視で基板Ｗの周囲に退避した退避位置との間で、薬液ノズル２４１を水平方向に移動させる。
【0126】
エッチング液供給部２５０は基板Ｗにエッチング液Ｌｅを供給する。エッチング液Ｌｅは、例えば、基板Ｗのエッチングに用いられる。
【0127】
上述したように、薬液Ｌｃはアンモニアを含有する液体であり、薬液Ｌｃの供給により、基板Ｗはエッチングされる。ただし、エッチング液Ｌｅは薬液Ｌｃとは同じではない。エッチング液Ｌｅによる基板Ｗのエッチング速度は薬液Ｌｃによる基板Ｗのエッチング速度とは異なる。例えば、エッチング液Ｌｅによる基板Ｗのエッチング速度は薬液Ｌｃによる基板Ｗ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Ｗのエッチング時間を短縮できる。
【0128】
また、エッチング液Ｌｅの成分が薬液Ｌｃの成分と異なってもよい。例えば、エッチング液Ｌｅ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Ｗのエッチング時間を短縮できる。
【0129】
エッチング液供給部２５０は、エッチング液ノズル２５１と、エッチング液配管２５２と、エッチング液バルブ２５３と、エッチング液ノズル移動部２５４とを含む。エッチング液ノズル２５１は、基板保持部２１０に保持されている基板Ｗに向けてエッチング液Ｌｅを吐出する。エッチング液配管２５２はエッチング液ノズル２５１にエッチング液Ｌｅを供給する。エッチング液バルブ２５３は、エッチング液配管２５２からエッチング液ノズル２５１へのエッチング液Ｌｅ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２５３が開くと、エッチング液Ｌｅが、エッチング液配管２５２からエッチング液ノズル２５１に供給されて、エッチング液ノズル２５１から吐出される。
【0130】
エッチング液ノズル移動部２５４は、エッチング液ノズル２５１を水平方向および／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２５４は、処理位置と、退避位置との間でエッチング液ノズル２５１を水平方向に移動させる。エッチング液ノズル２５１が処理位置に移動した場合、エッチング液ノズル２５１から吐出されたエッチング液Ｌｅが基板Ｗの上面に供給される。エッチング液ノズル２５１が退避位置に移動した場合、エッチング液ノズル２５１が平面視で基板Ｗの周囲に退避する。
【0131】
【0132】
Ｓ１ａにおいて、枚葉処理装置２００に基板Ｗを搬入する。基板Ｗは、基板保持部２１０に保持される。
【0133】
Ｓ１ｂにおいて、基板Ｗを燐酸処理する。基板保持部２１０は基板Ｗを保持した状態で基板Ｗを回転させる。燐酸液供給部２２０は基板Ｗに燐酸液Ｌ１を供給する。
【0134】
Ｓ１ｃにおいて、基板Ｗをリンス処理する。基板保持部２１０は基板Ｗを回転させて、リンス液供給部２３０は基板Ｗにリンス液Ｌｒを供給する。
【0135】
Ｓ１ｄにおいて、基板Ｗを乾燥する。基板Ｗに燐酸液Ｌ１およびリンス液Ｌｒを供給することなく基板保持部２１０は基板Ｗを保持したまま基板Ｗを回転させる。基板Ｗの回転により、基板Ｗは乾燥する。
【0136】
Ｓ２ａにおいて、バッチ処理装置３００に基板Ｗを搬入する。基板Ｗは、枚葉処理装置２００から搬出され、バッチ処理装置３００に搬入される。バッチ処理装置３００において、基板Ｗは積載部３２０に積載される。積載部３２０は、複数の基板Ｗを積載する。
【0137】
Ｓ２ｂにおいて、基板Ｗを燐酸処理する。積載部３２０は、基板Ｗを処理槽３１０の燐酸液Ｌ２に浸漬する。
【0138】
Ｓ３ａにおいて、枚葉処理装置２００に基板Ｗを搬入する。基板Ｗは、バッチ処理装置３００から搬出され、枚葉処理装置２００に搬入される。基板Ｗは、基板保持部２１０に保持される。
【0139】
Ｓ３ｂにおいて、基板Ｗをリンス処理する。基板保持部２１０は基板Ｗを保持した状態で基板Ｗを回転させる。リンス液供給部２３０は基板Ｗにリンス液Ｌｒを供給する。リンス液Ｌｒにより、基板Ｗの表面上の燐酸を除去できる。
【0140】
Ｓ３ｃにおいて、基板Ｗをエッチング処理する。基板保持部２１０が基板Ｗを回転させた状態で、エッチング液供給部２５０は基板Ｗにエッチング液Ｌｅを供給する。エッチング液Ｌｅにより、基板Ｗを効率的にエッチングする。
【0141】
Ｓ３ｄにおいて、基板Ｗを薬液処理する。基板保持部２１０が基板Ｗを回転させた状態で、薬液供給部２４０は基板Ｗに薬液Ｌｃを供給する。薬液Ｌｃにより、基板Ｗをエッチングするとともに、基板Ｗの表面に保護膜を形成する。
【0142】
Ｓ３ｅにおいて、基板Ｗをリンス処理する。基板保持部２１０が基板Ｗを回転させた状態で、リンス液供給部２３０は基板Ｗにリンス液Ｌｒを供給する。
【0143】
Ｓ３ｆにおいて、基板Ｗを乾燥する。基板Ｗに、燐酸液Ｌ１、リンス液Ｌｒ、薬液Ｌｃおよびエッチング液Ｌｅを供給することなく基板保持部２１０は基板Ｗを保持したまま基板Ｗを回転させる。基板Ｗの回転により、基板Ｗは乾燥する。
【0144】
Ｓ３ｇにおいて、枚葉処理装置２００から基板Ｗ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Ｗのシリコン窒化層を好適にエッチングできる。
【0145】
なお、図１０を参照した説明では、Ｓ３ｂのリンス処理とＳ３ｄの薬液処理との間のＳ３ｃにおいてエッチング処理を行ったが、本実施形態はこれに限定されない。Ｓ３ｃ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１００には、予め手順の定められたコンピュータプログラムが記憶されており、基板処理システム１００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２００と、バッチ処理装置３００とが制御されてもよい。あるいは、基板処理システム１００において、測定結果に基づいて、枚葉処理装置２００およびバッチ処理装置３００が制御されてもよい。例えば、燐酸液Ｌの測定結果に基づいて、枚葉処理装置２００およびバッチ処理装置３００が制御されてもよい。
【0147】
例えば、燐酸液Ｌ１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２００およびバッチ処理装置３００が制御されてもよい。例えば、基板Ｗから流出する燐酸液Ｌ１のシリコン濃度が測定されてもよい。あるいは、基板Ｗ上に滞留した燐酸液Ｌ１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Ｗは枚葉処理装置２００からバッチ処理装置３００に移動されてもよい。
【0148】
あるいは、第１エッチング工程の開始から中断工程の開始までの時間は、第１エッチング工程のエッチング処理条件と第１エッチング工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（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ：ＬＵＴ）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Ｌ１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エッチング工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エッチング工程の開始から中断工程の開始までの時間と第１エッチング工程の複数の処理条件との対応関係を示すＬＵＴを記憶部５２０（例えば、図１４）に格納しておいてもよい。この場合、ＬＵＴとして格納された上記対応関係を記憶部５２０から読み出し、これに基づき第１エッチング工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エッチング工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１１を参照して、本実施形態の基板処理システム１００を説明する。図１１は、本実施形態の基板処理システム１００の模式図である。図１１に示した基板処理システム１００は、枚葉処理装置２００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１００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１００において、枚葉処理装置２００は、シリコン濃度計２８０および配管２８２をさらに有する。枚葉処理部２００Ａ～２００Ｄのチャンバー２０２には配管２８２が接続されている。枚葉処理部２００Ａ～２００Ｄにおいて基板Ｗを処理した後の燐酸液Ｌ１は配管２８２を流れる。
【0151】
シリコン濃度計２８０は、配管２８２に接続されている。シリコン濃度計２８０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２８０は、チャンバー２０２内で基板Ｗを燐酸液Ｌ１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２８０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Ｗをすぐにバッチ処理すると、基板Ｗ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２８０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Ｗをバッチ処理装置３００において燐酸液Ｌ２で処理しても、基板Ｗ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２８０の測定値が閾値よりも低下すると、燐酸液供給部２２０は、燐酸液Ｌ１の供給を中断して枚葉処理装置２００による処理を停止させ、基板Ｗを枚葉処理装置２００からバッチ処理装置３００に移送して、バッチ処理装置３００における燐酸処理を開始してもよい。これにより、基板Ｗ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１１に示したシリコン濃度計２８０は、基板Ｗから流出した燐酸液Ｌ１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Ｌ１のシリコン濃度を測定してもよい。
【0155】
なお、基板処理システム１００は、枚葉処理装置２００で処理された基板Ｗをバッチ処理装置３００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１２を参照して、本発明による基板処理システム１００の実施形態を説明する。図１２は、本実施形態の基板処理システム１００の模式図である。図１２に示した基板処理システム１００は、枚葉処理装置２００および積載部３２０の構成、および、移送部４００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１００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１００は、枚葉処理装置２００およびバッチ処理装置３００に加えて移送部４００をさらに備える。移送部４００は、基板Ｗを枚葉処理装置２００からバッチ処理装置３００に移送する。なお、移送部４００は、さらに基板Ｗをバッチ処理装置３００から枚葉処理装置２００に移送してもよい。
【0158】
チャンバー２０２には、開口部２０２ａが設けられており、開口部２０２ａには開口部２０２ａを開閉するシャッタ２０４が設けられる。シャッタ２０４が開口部２０２ａを開けた状態で、基板Ｗは、チャンバー２０２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２０２の開口部２０２ａが基板Ｗの出入口として機能する。
【0159】
移送部４００は、枚葉処理装置２００とバッチ処理装置３００との間で基板Ｗを移送する。例えば、移送部４００は、枚葉処理装置２００に基板Ｗを搬入する。また、移送部４００は、枚葉処理装置２００から基板Ｗを搬出する。さらに、移送部４００は、バッチ処理装置３００に基板Ｗを搬入する。また、移送部４００は、バッチ処理装置３００から基板Ｗを搬出する。
【0160】
移送部４００は、アーム部４０２と、回転台４０４と、昇降部４０６とを有する。アーム部４０２は、Ｘ軸方向に伸縮可能である。アーム部４０２は、基板Ｗを下方から支持する。アーム部４０２により、枚葉処理装置２００に基板Ｗに搬入でき、また、枚葉処理装置２００から基板Ｗに搬入できる。アーム部４０２は、回転台４０４の上面に取り付けられる。
【0161】
回転台４０４は、Ｚ軸を中心に回転可能である。回転台４０４の回転により、アーム部４０２は、枚葉処理装置２００またはバッチ処理装置３００に到達できる。
【0162】
昇降部４０６は、アーム部４０２および回転台４０４をＺ軸方向に昇降する。昇降部４０６の上昇により、アーム部４０２は、高く配置された枚葉処理部２００Ａに到達できる。
【0163】
積載部３２０は、把持部３２２と、回転部３２４と、支持部３２６と有する。把持部３２２は、基板Ｗを把持する。把持部３２２は、アーム部４０２から基板Ｗを受け取り、基板Ｗを把持する。把持部３２２には複数の溝が設けられおり、複数の溝に基板Ｗが嵌められる。
【0164】
回転部３２４は、把持部３２２を支持する。回転部３２４は、Ｚ軸方向に沿った回転軸を中心に把持部３２２を回転する。
【0165】
支持部３２６は、把持部３２２および回転部３２４を支持する。支持部３２６は、Ｘ軸方向に沿った回転軸を中心に把持部３２２および回転部３２４を１８０°回転する。この回転により、把持部３２２は、基板Ｗを水平に保持した水平保持状態から、基板Ｗ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Ｗは、把持部３２２に把持されたまま、処理槽３１０に浸漬される。なお、支持部３２６は、Ｙ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１００には、予め手順の定められたコンピュータプログラムが記憶されており、基板処理システム１００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２００と、バッチ処理装置３００と、移送部４００とが制御されてもよい。あるいは、基板処理システム１００において、測定結果に基づいて、枚葉処理装置２００、バッチ処理装置３００および移送部４００が制御されてもよい。例えば、燐酸液Ｌの測定結果に基づいて、枚葉処理装置２００、バッチ処理装置３００および移送部４００が制御されてもよい。
【0167】
【0168】
基板処理システム１００は、複数のロードポートＬＰと、インデクサーロボットＩＲと、枚葉処理装置２００と、バッチ処理装置３００と、移送部４００とを備える。枚葉処理装置２００は基板処理システム１００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３００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２００は、複数の枚葉処理部を備える。図１３では、便宜上、枚葉処理部をいずれも枚葉処理部２００Ａと示している。基板処理システム１００では、３つの枚葉処理部２００Ａが積層することでタワーＴＷが形成されており、４つのタワーＴＷが設けられる。
【0170】
ロードポートＬＰの各々は、複数枚の基板Ｗを積層して収容する。インデクサーロボットＩＲは、ロードポートＬＰと移送部４００との間で基板Ｗを搬送する。移送部４００は、インデクサーロボットＩＲと枚葉処理装置２００との間で基板Ｗを搬送する。また、移送部４００は、枚葉処理装置２００とバッチ処理装置３００との間で基板Ｗを搬送する。
【0171】
この基板処理システム１００では、１個のバッチ処理装置３００に対して枚葉処理装置２００の枚葉処理部２００Ａが１６個ある。バッチ処理装置３００が一度に６４枚の基板Ｗ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、１０分の枚葉処理時間に対してバッチ処理時間は４０分であることが好ましい。
【0172】
次に、図７、図９および図１２から図１４を参照して、本実施形態の基板処理システム１００を説明する。図１４は、基板処理システム１００のブロック図である。基板処理システム１００は制御部５００をさらに備える。制御部５００は、枚葉処理装置２００と、バッチ処理装置３００と、移送部４００とを制御する。
【0173】
制御部５００は、枚葉処理装置２００が基板Ｗを処理するように枚葉処理装置２００を制御する。例えば、制御部５００は、シャッタ２０４を移動させてチャンバー２０２の開口部２０２ａの開閉を制御する。
【0174】
また、制御部５００は、燐酸液供給部２２０、リンス液供給部２３０、薬液供給部２４０およびエッチング液供給部２５０を制御する。例えば、制御部５００は、バルブ２２３、２３３、２４３および２５３を制御して燐酸液Ｌ１、リンス液Ｌｒ、薬液Ｌｃおよびエッチング液Ｌｅの供給を制御する。さらには、制御部５００は、ノズル移動部２２６、２４４、２５４を制御して、バルブ２２３、２４３および２５３の位置を制御する。
【0175】
制御部５００は、移送部４００が枚葉処理装置２００からバッチ処理装置３００に基板Ｗを移送するように移送部４００を制御する。また、制御部５００は、移送部４００がバッチ処理装置３００から枚葉処理装置２００に基板Ｗを移送するように移送部４００を制御してもよい。
【0176】
制御部５００は、バッチ処理装置３００が基板Ｗを処理するようにバッチ処理装置３００を制御する。例えば、制御部５００は、処理槽３１０に燐酸液Ｌ２を貯留するように処理槽３１０を制御する。また、制御部５００は、積載部３２０が移送部４００から基板Ｗを受け取り、受け取った基板Ｗを処理槽３１０の燐酸液に浸漬するように積載部３２０を制御する。
【0177】
制御部５００は、プロセッサ５１０および記憶部５２０を含む。プロセッサ５１０は、例えば、中央処理演算機（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：ＣＰＵ）を有する。または、プロセッサ５１０は汎用演算機を有してもよい。
【0178】
記憶部５２０は、データおよびコンピュータプログラムを記憶する。記憶部５２０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５２０はリムーバブルメディアを含んでいてもよい。プロセッサ５１０は、記憶部５２０の記憶しているコンピュ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５２０には、予め手順の定められたコンピュータプログラムが記憶されており、制御部５００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２００と、バッチ処理装置３００と、移送部４００とを制御してもよい。あるいは、制御部５００は、測定結果に基づいて、枚葉処理装置２００、バッチ処理装置３００および移送部４００を制御してもよい。例えば、制御部５００は、燐酸液Ｌの測定結果に基づいて、枚葉処理装置２００、バッチ処理装置３００および移送部４００を制御してもよい。
【0180】
なお、図１、図１２および図１３を参照した上述の説明では、枚葉処理装置２００およびバッチ処理装置３００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２００およびバッチ処理装置３００は離れた場所に配置されてもよい。例えば、枚葉処理装置２００およびバッチ処理装置３００は、基板Ｗ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２００およびバッチ処理装置３００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１５を参照して本実施形態の基板処理システム１００を説明する。図１５は、基板処理システム１００の模式図である。基板処理システム１００は、枚葉処理装置２００と、バッチ処理装置３００と、移送部４００とを備える。
【0182】
枚葉処理装置２００は、基板Ｗを燐酸液で処理する。移送部４００は、基板Ｗを枚葉処理装置２００からバッチ処理装置３００に移送する。移送部４００は、枚葉処理装置２００の近くまで移動し、基板Ｗを搬出する。その後、移送部４００は、枚葉処理装置２００の近くからＸ方向に沿ってバッチ処理装置３００の近くまで移動し、バッチ処理装置３００の積載部３２０に積載する。
【0183】
移送部４００は、アーム部４０２、回転台４０４および昇降部４０６に加えて、ガイド部４０８をさらに含む。ガイド部４０８は、枚葉処理装置２００の近くからＸ方向に沿ってバッチ処理装置３００の近くまで延びている。昇降部４０６は、ガイド部４０８に沿ってＸ方向に移動できる。
【0184】
バッチ処理装置３００は、基板Ｗを燐酸液Ｌ２で処理する。積載部３２０は、複数の基板Ｗをまとめて処理槽３１０に浸漬させる。以上のようにして基板Ｗ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】
１００ 基板処理システム
２００ 枚葉処理装置
３００ バッチ処理装置
４００ 移送部
Ｗ 基板
２００ 枚葉処理装置
３００ バッチ処理装置
４００ 移送部
Ｗ 基板
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】