特許 7703668 基板処理方法及び基板処理システム

(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】2025-06-27

(45)【発行日】2025-07-07

(54)【発明の名称】基板処理方法及び基板処理システム

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/306 20060101AFI20250630BHJP

   H01L 21/308 20060101ALI20250630BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20250630BHJP

【ＦＩ】

H01L21/306 B

H01L21/306 R

H01L21/308 B

H01L21/304 631

H01L21/304 622Q

H01L21/304 622S

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2023543791

(86)(22)【出願日】2022-08-05

(86)【国際出願番号】 JP2022030135

(87)【国際公開番号】W WO2023026828

(87)【国際公開日】2023-03-02

【審査請求日】2024-02-14

(31)【優先権主張番号】P 2021138875

(32)【優先日】2021-08-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096389

【弁理士】

【氏名又は名称】金本 哲男

(74)【代理人】

【識別番号】100101557

【弁理士】

【氏名又は名称】萩原 康司

(74)【代理人】

【識別番号】100167634

【弁理士】

【氏名又は名称】扇田 尚紀

(74)【代理人】

【識別番号】100187849

【弁理士】

【氏名又は名称】齊藤 隆史

(74)【代理人】

【識別番号】100212059

【弁理士】

【氏名又は名称】三根 卓也

(72)【発明者】

【氏名】烏野 崇

(72)【発明者】

【氏名】岡村 尚幸

(72)【発明者】

【氏名】松木 勝文

(72)【発明者】

【氏名】坂口 慶介

【審査官】宇多川 勉

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１１７０３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１６２９２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０６１９８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０４７８５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１６７３０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１４７９０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６

Ｈ０１Ｌ ２１／３０８

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を処理する基板処理方法であって、
フッ酸及びリン酸を含むエッチング液を前記基板の表面に供給して、当該表面をエッチングすることと、
エッチング後の前記エッチング液を回収することと、
エッチング後の前記基板の厚み分布を測定することと、
測定された前記厚み分布に基づいて、エッチング後に回収した前記エッチング液に対し、少なくともフッ酸又はリン酸を選択して追加して、当該エッチング液の組成比率を調整することと、を有する、基板処理方法。

【請求項2】

前記厚み分布において、前記基板の厚みが全体的に大きい場合、前記エッチング液に対してフッ酸を追加する、請求項１に記載の基板処理方法。

【請求項3】

前記厚み分布において、前記基板の厚みが全体的に大きい場合、前記エッチング液に対して硝酸を更に追加する、請求項２に記載の基板処理方法。

【請求項4】

前記厚み分布において、前記基板の中心部の厚みが外周部の厚みに比べて大きい場合、前記エッチング液に対してリン酸を追加する、請求項１～３のいずれか一項に記載の基板処理方法。

【請求項5】

前記基板の表面をエッチングする前に、当該表面を研削する、請求項１～３のいずれか一項に記載の基板処理方法。

【請求項6】

前記厚み分布から、基板面内におけるエッチング量の平均値を算出し、
算出された前記平均値が設定下限値に達した際、前記エッチング液に対してフッ酸及び硝酸を追加する、請求項１～３のいずれか一項に記載の基板処理方法。

【請求項7】

前記厚み分布から、基板面内におけるエッチング量の最大値と最小値の差分を算出し、
算出された前記差分が設定上限値に達した際、前記エッチング液に対してリン酸を追加する、請求項１～３のいずれか一項に記載の基板処理方法。

【請求項8】

基板を処理する基板処理システムであって、
前記基板の表面をエッチングするエッチング装置と、
前記基板の厚み分布を測定する厚み測定装置と、
制御装置と、を有し、
前記エッチング装置は、
前記基板の表面にエッチング液を供給するエッチング液供給部と、
前記エッチング液を回収して、当該エッチング液の組成比率を調整するエッチング液リサイクル部と、を有し、
前記エッチング液は、フッ酸及びリン酸を含み、
前記制御装置は、
前記エッチング液を基板の表面に供給して、当該表面をエッチングする制御を行うことと、
エッチング後の前記エッチング液を回収する制御を行うことと、
前記測定装置において、エッチング後の前記基板の厚み分布を測定させる制御を行うことと、
測定された前記厚み分布に基づいて、エッチング後に回収した前記エッチング液に対し、少なくともフッ酸又はリン酸を選択して追加して、当該エッチング液の組成比率を調整する制御を行うことと、を実行する、基板処理システム。

【請求項9】

前記制御装置は、前記厚み分布において、前記基板の厚みが全体的に大きい場合、前記エッチング液に対してフッ酸を追加する制御を行う、請求項８に記載の基板処理システム。

【請求項10】

前記制御装置は、前記厚み分布において、前記基板の厚みが全体的に大きい場合、前記エッチング液に対して硝酸を更に追加する制御を行う、請求項９に記載の基板処理システム。

【請求項11】

前記制御装置は、前記厚み分布において、前記基板の中心部の厚みが外周部の厚みに比べて大きい場合、前記エッチング液に対してリン酸を追加する制御を行う、請求項８～１０のいずれか一項に記載の基板処理システム。

【請求項12】

前記基板の表面を研削する加工装置を有し、
前記制御装置は、前記基板の表面をエッチングする前に、当該表面を研削する制御を行う、請求項８～１０のいずれか一項に記載の基板処理システム。

【請求項13】

前記制御装置は、
前記厚み分布から、基板面内におけるエッチング量の平均値を算出し、
算出された前記平均値が設定下限値に達した際、前記エッチング液に対してフッ酸及び硝酸を追加する、請求項８～１０のいずれか一項に記載の基板処理システム。

【請求項14】

前記制御装置は、
前記厚み分布から、基板面内におけるエッチング量の最大値と最小値の差分を算出し、
算出された前記差分が設定上限値に達した際、前記エッチング液に対してリン酸を追加する、請求項８～１０のいずれか一項に記載の基板処理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、基板処理方法及び基板処理システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、半導体インゴットをスライスして得られたウェハの少なくともおもて面を平坦化する工程と、平坦化されたウェハのおもて面をスピンエッチングによりエッチングする工程と、を含む半導体ウェハの製造方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平１１－１３５４６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示にかかる技術は、エッチング液を再利用しながら複数の基板をエッチングする場合において、エッチング後の基板表面形状を適切に制御する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様は、基板を処理する基板処理方法であって、フッ酸及びリン酸を含むエッチング液を前記基板の表面に供給して、当該表面をエッチングすることと、エッチング後の前記エッチング液を回収することと、エッチング後の前記基板の厚み分布を測定することと、測定された前記厚み分布に基づいて、エッチング後に回収した前記エッチング液に対し、少なくともフッ酸又はリン酸を選択して追加して、当該エッチング液の組成比率を調整することと、を有する。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、エッチング液を再利用しながら複数の基板をエッチングする場合において、エッチング後の基板表面形状を適切に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本実施形態にかかるウェハ処理システムの構成の概略を示す平面図である。

【図2】エッチング装置の構成の概略を示す側面図である。

【図3】ウェハ処理の主な工程を示すフロー図である。

【図4】エッチング処理の主な工程を示す説明図である。

【図5】再利用するエッチング液に成分を追加しない場合のエッチング量の変化を説明するグラフである。

【図6】再利用するエッチング液にフッ酸を追加した場合のエッチング量の変化を説明するグラフである。

【図7】再利用するエッチング液にフッ酸と硝酸を追加した場合のエッチング量の変化を説明するグラフである。

【図8】再利用するエッチング液にフッ酸、硝酸及びリン酸を追加した場合のエッチング量の変化を説明するグラフである。

【図9】エッチング量平均値及びエッチング量レンジと、エッチング液に追加する成分との関係を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

半導体デバイスの製造工程では、単結晶シリコンインゴットからワイヤーソー等により切り出して得られた円盤状のシリコンウェハ（以下、単に「ウェハ」という。）の切断面を平坦化し、更に平滑化してウェハの厚みを均一化することが行われている。切断面の平坦化は、例えば平面研削又はラッピングにより行われる。切断面の平滑化は、例えばウェハを回転させながら当該ウェハの切断面上方からエッチング液を供給するスピンエッチングにより行われる。

【0009】

上述した特許文献１には、半導体インゴットをスライスして得られたウェハの少なくともおもて面を平面研削又はラッピングにより平坦化した後、当該おもて面をスピンエッチングによりエッチングすることが開示されている。また、特許文献１に開示のスピンエッチング工程では、エッチング液として混酸が用いられる。

【0010】

ここで、エッチングではエッチング液の消費量を低減する観点から、一のウェハに使用したエッチング液を回収して、他のウェハに再利用することが望ましい。このように使用済みのエッチング液を回収して再利用する場合、ウェハ（シリコン）とエッチング液（混酸）の反応によって、エッチング液の組成比率が変わる。このため、エッチング量とエッチングプロファイルが変化し、その結果、エッチングのプロセス性能が不安定となる。

【0011】

しかしながら、例えば特許文献１に記載のエッチング方法では、このようにエッチング液を再利用することは想定されておらず、上述した課題が想定されていない。したがって、従来のエッチング処理には改善の余地がある。

【0012】

本開示にかかる技術は、エッチング液を再利用しながら複数の基板をエッチングする場合において、エッチング後の基板表面形状を適切に制御する。以下、本実施形態にかかる基板処理システムとしてのウェハ処理システム、及び基板処理方法としてのウェハ処理方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

【0013】

本実施形態にかかるウェハ処理システム１では、インゴットから切り出して得られた基板としてのウェハＷに対し、厚みの面内均一性を向上させるための処理を行う。以下、ウェハＷの切り出し面を第１の面Ｗａと第２の面Ｗｂという。第１の面Ｗａは第２の面Ｗｂの反対側の面である。また、第１の面Ｗａと第２の面Ｗｂを総称してウェハＷの表面という場合がある。

【0014】

図１に示すようにウェハ処理システム１は、搬入出ステーション１０と処理ステーション１１を一体に接続した構成を有している。搬入出ステーション１０は、例えば外部との間で複数のウェハＷを収容可能なカセットＣが搬入出される。処理ステーション１１は、ウェハＷに対して所望の処理を施す各種処理装置を備えている。

【0015】

搬入出ステーション１０には、カセット載置台２０が設けられている。図示の例では、カセット載置台２０は、複数、例えば２つのカセットＣをＹ軸方向に一列に載置可能に構成されている。

【0016】

処理ステーション１１には、例えば３つの処理ブロックＧ１～Ｇ３が設けられている。第１の処理ブロックＧ１、第２の処理ブロックＧ２及び第３の処理ブロックＧ３は、Ｘ軸負方向側（搬入出ステーション１０側）から正方向側にこの順で並べて配置されている。

【0017】

第１の処理ブロックＧ１には、反転装置３０、３１、厚み測定装置４０、液処理装置としてのエッチング装置５０、５１、及びウェハ搬送装置６０が設けられている。反転装置３０とエッチング装置５０はＸ軸負方向側から正方向側にこの順に並べて配置されている。反転装置３０、３１及び厚み測定装置４０は、例えば鉛直方向に下段からこの順で積層して設けられている。エッチング装置５０、５１は、例えば鉛直方向に下段からこの順で積層して設けられている。ウェハ搬送装置６０は、エッチング装置５０、５１のＹ軸正方向側に配置されている。なお、反転装置３０、３１、厚み測定装置４０、エッチング装置５０、５１及びウェハ搬送装置６０の数や配置はこれに限定されない。

【0018】

反転装置３０、３１は、ウェハＷの第１の面Ｗａと第２の面Ｗｂを上下方向に反転させる。反転装置３０、３１の構成は任意である。

【0019】

厚み測定装置４０は、一例において測定部（図示せず）と算出部（図示せず）を備える。測定部は、エッチング後のウェハＷの厚みを複数点で測定するセンサを備える。算出部は、測定部による測定結果（ウェハＷの厚み）からウェハＷの厚み分布を取得する。なお、算出部は、更にウェハＷの平坦度（ＴＴＶ：Ｔｏｔａｌ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）を算出してもよい。また、かかるウェハＷの厚み分布及び平坦度の算出は、当該算出部に代えて、後述の制御装置１５０で行われてもよい。換言すれば、後述の制御装置１５０内に算出部（図示せず）が設けられてもよい。なお、厚み測定装置４０の構成はこれに限定されず、任意に構成できる。

【0020】

エッチング装置５０、５１は、後述の加工装置１１０による研削後の第１の面Ｗａ又は研削後の第２の面Ｗｂのシリコン（Ｓｉ）をエッチングする。また、エッチング装置５０、５１は、エッチング後の第１の面Ｗａ又は第２の面Ｗｂを洗浄して、当該第１の面Ｗａ又は第２の面Ｗｂに付着した金属を除去する。なお、エッチング装置５０、５１の詳細な構成は後述する。

【0021】

ウェハ搬送装置６０は、ウェハＷを保持して搬送する、例えば２つの搬送アーム６１を有している。各搬送アーム６１は、水平方向、鉛直方向、水平軸回り及び鉛直軸回りに移動可能に構成されている。そして、ウェハ搬送装置６０は、カセット載置台２０のカセットＣ、反転装置３０、３１、厚み測定装置４０、エッチング装置５０、５１、後述するバッファ装置７０、後述する洗浄装置８０、及び後述する反転装置９０に対して、ウェハＷを搬送可能に構成されている。

【0022】

第２の処理ブロックＧ２には、バッファ装置７０、洗浄装置８０、反転装置９０、及びウェハ搬送装置１００が設けられている。バッファ装置７０、洗浄装置８０及び反転装置９０は、例えば鉛直方向に下段からこの順で積層して設けられている。ウェハ搬送装置１００は、バッファ装置７０、洗浄装置８０及び反転装置９０のＹ軸負方向側に配置されている。なお、バッファ装置７０、洗浄装置８０、反転装置９０、及びウェハ搬送装置１００の数や配置はこれに限定されない。

【0023】

バッファ装置７０は、第１の処理ブロックＧ１から第２の処理ブロックＧ２に受け渡される処理前のウェハＷを一時的に保持する。バッファ装置７０の構成は任意である。

【0024】

洗浄装置８０は、後述の加工装置１１０による研削後の第１の面Ｗａ又は第２の面Ｗｂを洗浄する。例えば第１の面Ｗａ又は第２の面Ｗｂにブラシを当接させて、当該第１の面Ｗａ又は第２の面Ｗｂをスクラブ洗浄する。なお、第１の面Ｗａ又は第２の面Ｗｂの洗浄には、加圧された洗浄液を用いてもよい。また、洗浄装置８０は、ウェハＷを洗浄する際、第１の面Ｗａと第２の面Ｗｂを同時に洗浄可能に構成されていてもよい。

【0025】

反転装置９０は、反転装置３０、３１と同様に、ウェハＷの第１の面Ｗａと第２の面Ｗｂを上下方向に反転させる。反転装置９０の構成は任意である。

【0026】

ウェハ搬送装置１００は、ウェハＷを保持して搬送する、例えば２つの搬送アーム１０１を有している。各搬送アーム１０１は、水平方向、鉛直方向、水平軸回り及び鉛直軸回りに移動可能に構成されている。そして、ウェハ搬送装置１００は、エッチング装置５０、５１、バッファ装置７０、洗浄装置８０、反転装置９０、及び後述する加工装置１１０に対して、ウェハＷを搬送可能に構成されている。

【0027】

第３の処理ブロックＧ３には、加工装置１１０が設けられている。なお、加工装置１１０の数や配置はこれに限定されない。

【0028】

加工装置１１０は、回転テーブル１１１を有している。回転テーブル１１１は、回転機構（図示せず）によって、鉛直な回転中心線１１２を中心に回転可能に構成されている。回転テーブル１１１上には、ウェハＷを吸着保持する、チャック１１３が４つ設けられている。４つのチャック１１３のうち、２つの第１のチャック１１３ａは第１の面Ｗａの研削に用いられるチャックであり、第２の面Ｗｂを吸着保持する。これら２つの第１のチャック１１３ａは、回転中心線１１２を挟んで点対称の位置に配置されている。残りの２つの第２のチャック１１３ｂは第２の面Ｗｂの研削に用いられるチャックであり、第１の面Ｗａを吸着保持する。これら２つの第２のチャック１１３ｂも、回転中心線１１２を挟んで点対称の位置に配置されている。すなわち、第１のチャック１１３ａと第２のチャック１１３ｂは、周方向に交互に配置されている。なお、チャック１１３には、例えばポーラスチャックが用いられる。また、チャック１１３のポーラスチャックは、例えばアルミナ等の金属を含む。

【0029】

４つのチャック１１３は、回転テーブル１１１が回転することにより、受渡位置Ａ１～Ａ２及び加工位置Ｂ１～Ｂ２に移動可能になっている。また、４つのチャック１１３はそれぞれ、回転機構（図示せず）によって鉛直軸回りに回転可能に構成されている。

【0030】

第１の受渡位置Ａ１は回転テーブル１１１のＸ軸負方向側且つＹ軸正方向側の位置であり、第１の面Ｗａを研削する際に第１のチャック１１３ａに対するウェハＷの受け渡しが行われる。第２の受渡位置Ａ２は回転テーブル１１１のＸ軸負方向側且つＹ軸負方向側の位置であり、第２の面Ｗｂを研削する際に第２のチャック１１３ｂに対するウェハＷの受け渡しが行われる。

【0031】

受渡位置Ａ１、Ａ２には、研削後のウェハＷの厚みを測定する厚み測定部１２０が設けられている。厚み測定部１２０は、一例において測定部（図示せず）と算出部（図示せず）を備える。測定部は、ウェハＷの厚みを複数点で測定する非接触式のセンサを備える。算出部１２２は、測定部１２１による測定結果（ウェハＷの厚み）からウェハＷの厚み分布を取得し、更にウェハＷの平坦度を算出する。なお、かかるウェハＷの厚み分布及び平坦度の算出は、当該算出部１２２に代えて、後述の制御装置１５０で行われてもよい。換言すれば、後述の制御装置１５０内に算出部（図示せず）が設けられてもよい。また、厚み測定部１２０は、加工位置Ｂ１～Ｂ２に設けられていてもよい。

【0032】

第１の加工位置Ｂ１は回転テーブル１１１のＸ軸正方向側且つＹ軸負方向側の位置であり、研削部としての第１の研削ユニット１３０が配置される。第２の加工位置Ｂ２は回転テーブル１１１のＸ軸正方向側且つＹ軸正方向側の位置であり、研削部としての第２の研削ユニット１４０が配置される。

【0033】

第１の研削ユニット１３０は、第１のチャック１１３ａに保持されたウェハＷの第１の面Ｗａを研削する。第１の研削ユニット１３０は、環状形状で回転可能な研削砥石（図示せず）を備えた第１の研削部１３１を有している。また、第１の研削部１３１は、支柱１３２に沿って鉛直方向に移動可能に構成されている。

【0034】

第２の研削ユニット１４０は、第２のチャック１１３ｂに保持されたウェハＷの第２の面Ｗｂを研削する。第２の研削ユニット１４０は、第１の研削ユニット１３０と同様の構成を有している。すなわち、第２の研削ユニット１４０は、第２の研削部１４１及び支柱１４２を有している。

【0035】

以上のウェハ処理システム１には、制御装置１５０が設けられている。制御装置１５０は、例えばＣＰＵやメモリ等を備えたコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、ウェハ処理システム１におけるウェハＷの処理を制御するプログラムが格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体Ｈに記録されていたものであって、当該記憶媒体Ｈから制御装置１５０にインストールされたものであってもよい。また、上記記憶媒体Ｈは、一時的なものであっても非一時的なものであってもよい。

【0036】

次に、上述したエッチング装置５０、５１の詳細な構成について説明する。以下の説明においては、エッチング装置５０の構成について説明するが、エッチング装置５１の構成も同様である。

【0037】

図２に示すようにエッチング装置５０は、ウェハＷを保持する、基板保持部としてのウェハ保持部２００を有している。ウェハ保持部２００は、ウェハＷの外縁部を複数点、本実施形態においては３点で保持する。なお、ウェハ保持部２００の構成は図示の例には限定されず、例えばウェハ保持部２００は、ウェハＷを下方から吸着保持するチャック（図示せず）を備えていてもよい。ウェハ保持部２００は、回転機構２０１によって鉛直軸周りに回転可能に構成され、これによりウェハ保持部２００上に保持されたウェハＷを回転可能に構成されている。

【0038】

ウェハ保持部２００の周囲には、内側カップ２１０と外側カップ２２０が設けられている。内側カップ２１０は、ウェハ保持部２００を取り囲むように設けられ、後述するようにエッチング液を回収する。内側カップ２１０には、回収したエッチング液を排出する排液ライン２１１が接続されている。また、内側カップ２１０は、昇降機構２１２によって昇降可能に構成されている。

【0039】

外側カップ２２０は、内側カップ２１０の外側においてウェハ保持部２００を取り囲むように設けられ、後述するようにリンス液又は洗浄液を回収する。外側カップ２２０には、回収したリンス液又は洗浄液を排出する排液ライン２２１が接続されている。なお、本実施形態において外側カップ２２０は昇降しないが、昇降機構（図示せず）によって昇降可能に構成されていてもよい。

【0040】

ウェハ保持部２００の上方にはエッチング液供給部としてのエッチング液ノズル２３０、リンス液ノズル２３１、及び洗浄液供給部としての洗浄液ノズル２３２が設けられている。エッチング液ノズル２３０とリンス液ノズル２３１は、一体に設けられ、移動機構２３３によって水平方向及び鉛直方向に移動可能に構成されている。また、洗浄液ノズル２３２は、移動機構２３４によって水平方向及び鉛直方向に移動可能に構成されている。なお、これら液ノズルを移動させる移動機構の数はこれに限定されない。例えば、エッチング液ノズル２３０、リンス液ノズル２３１、及び洗浄液ノズル２３２が一体に設けられ、移動機構は１つであってもよい。また、エッチング液ノズル２３０、リンス液ノズル２３１、及び洗浄液ノズル２３２がそれぞれ別体に設けられ、移動機構は３つであってもよい。

【0041】

エッチング液ノズル２３０は、ウェハ保持部２００に保持されたウェハＷの第１の面Ｗａ又は第２の面Ｗｂにエッチング液を供給し、当該の第１の面Ｗａ又は第２の面Ｗｂをエッチングする。エッチング液は、フッ酸（ＨＦ）、硝酸（ＨＮＯ_３）、及びリン酸（Ｈ_３ＰＯ_４）を含む。一例においてエッチング液Ｅは、フッ酸、硝酸、リン酸、及び水を含有する水溶液である。

【0042】

本実施形態においてエッチング液は、複数のウェハＷのエッチングに再利用される。すなわち、一のウェハＷに使用されたエッチング液は回収され、次のウェハＷのエッチングに再利用される。このため、エッチング装置５０にはエッチング液リサイクル部２４０が設けられている。

【0043】

エッチング液リサイクル部２４０には、上記排液ライン２１１が接続されている。また、エッチング液リサイクル部２４０には給液ライン２４１が接続され、給液ライン２４１はエッチング液ノズル２３０に接続されている。給液ライン２４１には、エッチング液の供給を制御するバルブ２４２が設けられている。また、給液ライン２４１には、エッチング液の濃度（質量パーセント濃度）を測定する濃度計２４３が設けられている。濃度計２４３は、エッチング液に含まれる各成分、例えばフッ酸、硝酸、リン酸等の濃度を測定可能である。

【0044】

エッチング液リサイクル部２４０は、例えば内部にエッチング液を貯留するタンクを有している。エッチング液リサイクル部２４０には、フッ酸供給源２４４、硝酸供給源２４５、及びリン酸供給源２４６が接続されている。フッ酸供給源２４４、硝酸供給源２４５、及びリン酸供給源２４６はそれぞれ、内部にフッ酸、硝酸、及びリン酸を貯留し、エッチング液リサイクル部２４０の内部のエッチング液に当該フッ酸、硝酸、及びリン酸を供給する。フッ酸供給源２４４、硝酸供給源２４５、リン酸供給源２４６と、エッチング液リサイクル部２４０との間には、それぞれフッ酸、硝酸、リン酸の供給を制御するバルブ２４７、２４８、２４９が設けられている。

【0045】

かかる場合、内側カップ２１０で回収されたエッチング液は、排液ライン２１１を介してエッチング液リサイクル部２４０に排出される。エッチング液リサイクル部２４０では、フッ酸供給源２４４、硝酸供給源２４５、リン酸供給源２４６からフッ酸、硝酸、リン酸のいずれか又は複数をエッチング液に供給することにより、当該エッチング液の組成比率を調整する。そして、組成比率が調整されたエッチング液は、給液ライン２４１を介してエッチング液ノズル２３０に供給される。このようにエッチング液を再利用することで、エッチング液の使用量を低減してコストを低減することができる。

【0046】

リンス液ノズル２３１は、ウェハ保持部２００に保持されたウェハＷの第１の面Ｗａ又は第２の面Ｗｂにリンス液を供給し、当該第１の面Ｗａ又は第２の面Ｗｂをリンスする。リンス液ノズル２３１には給液ライン２５０が接続され、給液ライン２５０はリンス液供給源２５１に接続されている。リンス液供給源２５１は、内部にリンス液を貯留する。給液ライン２５０には、リンス液の供給を制御するバルブ２５２が設けられている。なお、リンス液には、例えば純水が用いられる。

【0047】

洗浄液ノズル２３２は、ウェハ保持部２００に保持されたウェハＷの第１の面Ｗａ又は第２の面Ｗｂに洗浄液を供給し、当該第１の面Ｗａ又は第２の面Ｗｂに付着した金属を除去する。洗浄液ノズル２３２には、２流体ノズルが用いられる。

【0048】

洗浄液ノズル２３２には給液ライン２６０が接続され、給液ライン２６０は洗浄液供給源２６１に接続されている。洗浄液供給源２６１は、内部に洗浄液を貯留する。給液ライン２６０には、洗浄液の供給を制御するバルブ２６２が設けられている。なお、洗浄液には、ウェハＷの第１の面Ｗａ又は第２の面Ｗｂから金属を除去可能な液が用いられ、例えばフッ酸、フッ酸と過酸化水素が混合された液（ＦＰＭ）等が用いられる。

【0049】

また、洗浄液ノズル２３２には給気ライン２６３が接続され、給気ライン２６３はガス供給源２６４に接続されている。ガス供給源２６４は、内部にガス、例えば不活性ガスである窒素ガスを貯留する。給気ライン２６３には、ガスの供給を制御するバルブ２６５が設けられている。

【0050】

洗浄液ノズル２３２では、給液ライン２６０からの洗浄液と給気ライン２６３からのガスが混合され、ウェハＷの第１の面Ｗａ又は第２の面Ｗｂに噴射される。そして、このように洗浄液を噴射することにより、洗浄液による化学的な金属除去に加え、洗浄液の物理的な衝突力によっても金属が除去される。

【0051】

次に、以上のように構成されたウェハ処理システム１を用いて行われるウェハ処理について説明する。本実施形態では、インゴットからワイヤーソー等により切り出され、ラッピングされたウェハＷに対し、厚みの面内均一性を向上させるための処理を行う。

【0052】

先ず、ウェハＷを複数収納したカセットＣが、搬入出ステーション１０のカセット載置台２０に載置される。カセットＣにおいてウェハＷは、第１の面Ｗａが上側、第２の面Ｗｂが下側を向いた状態で収納されている。次に、ウェハ搬送装置６０によりカセットＣ内のウェハＷが取り出され、バッファ装置７０に搬送される。

【0053】

次に、ウェハＷはウェハ搬送装置１００により加工装置１１０に搬送され、第１の受渡位置Ａ１の第１のチャック１１３ａに受け渡される。第１のチャック１１３ａでは、ウェハＷの第２の面Ｗｂが吸着保持される。

【0054】

次に、回転テーブル１１１を回転させて、ウェハＷを第１の加工位置Ｂ１に移動させる。そして、第１の研削ユニット１３０によって、ウェハＷの第１の面Ｗａが研削される（図３のステップＳ１）。

【0055】

次に、回転テーブル１１１を回転させて、ウェハＷを第１の受渡位置Ａ１に移動させる。第１の受渡位置Ａ１では、洗浄部（図示せず）によって研削後のウェハＷの第１の面Ｗａを洗浄してもよい。

【0056】

また受渡位置Ａ１においては、厚み測定部１２０により、第１の研削ユニット１３０による研削後のウェハＷの厚みを測定する（図３のステップＳ２）。

【0057】

ここで、上述したように厚み測定部１２０では、研削後のウェハＷの厚みを複数点で測定することで第１の面Ｗａの研削後のウェハＷの厚み分布を取得し、更にウェハＷの平坦度を算出する。算出されたウェハＷの厚み分布及び平坦度は例えば制御装置１５０に出力され、次に第１のチャック１１３ａで保持（第１の研削ユニット１３０で研削）される他のウェハＷの研削に用いられる。具体的には、取得されたウェハＷの厚み分布及び平坦度に基づいて、第１の研削ユニット１３０による研削後の次のウェハＷの厚み分布、平坦度を改善するように、次のウェハＷの研削時の研削砥石の表面と第１のチャック１１３ａの表面との相対的な傾きを調整する。

【0058】

次に、ウェハＷはウェハ搬送装置１００により洗浄装置８０に搬送される。洗浄装置８０では、ウェハＷの第１の面Ｗａが洗浄される（図３のステップＳ３）。

【0059】

次に、ウェハＷはウェハ搬送装置１００により反転装置９０に搬送される。反転装置９０では、ウェハＷの第１の面Ｗａと第２の面Ｗｂを上下方向に反転させる（図３のステップＳ４）。すなわち、第１の面Ｗａが下側、第２の面Ｗｂが上側を向いた状態にウェハＷが反転される。

【0060】

次に、ウェハＷはウェハ搬送装置１００により加工装置１１０に搬送され、第２の受渡位置Ａ２の第２のチャック１１３ｂに受け渡される。第２のチャック１１３ｂでは、ウェハＷの第１の面Ｗａが吸着保持される。

【0061】

次に、回転テーブル１１１を回転させて、ウェハＷを第２の加工位置Ｂ２に移動させる。そして、第２の研削ユニット１４０によって、ウェハＷの第２の面Ｗｂが研削される（図３のステップＳ５）。

【0062】

次に、回転テーブル１１１を回転させて、ウェハＷを第２の受渡位置Ａ２に移動させる。第２の受渡位置Ａ２では、洗浄部（図示せず）によって研削後のウェハＷの第２の面Ｗｂを洗浄してもよい。

【0063】

また受渡位置Ａ２においては、厚み測定部１２０により、第２の研削ユニット１４０による研削後のウェハＷの厚みを測定する（図３のステップＳ６）。ステップＳ６では、ステップＳ２と同様の処理が行われる。すなわち、厚み測定部１２０において、第２の面Ｗｂの研削後のウェハＷの厚み分布を取得し、更にウェハＷの平坦度を算出する。そして、算出されたウェハＷの厚み分布及び平坦度に基づいて、次のウェハＷの研削時における第２の研削ユニット１４０の研削砥石の表面と第２のチャック１１３ｂの表面との相対的な傾きを調整する。

【0064】

次に、ウェハＷはウェハ搬送装置１００により洗浄装置８０に搬送される。洗浄装置８０では、ウェハＷの第２の面Ｗｂが洗浄される（図３のステップＳ７）。

【0065】

次に、ウェハＷはウェハ搬送装置６０によりエッチング装置５０に搬送される。エッチング装置５０では、図４（ａ）に示すようにウェハ保持部２００にウェハＷが第２の面Ｗｂを上側に向けた状態で第１の面Ｗａが保持される。この際、内側カップ２１０は上昇しており、ウェハ保持部２００の周囲を囲うように配置される。続いて、エッチング液ノズル２３０をウェハＷの中心部上方に移動させる。そして、ウェハＷを回転させつつ、エッチング液ノズル２３０をウェハＷの中心部上方と外周部上方の間で移動させながら、当該エッチング液ノズル２３０から第２の面Ｗｂにエッチング液Ｅを供給する。そうすると、エッチング液Ｅは第２の面Ｗｂの全面に供給され、当該第２の面Ｗｂの全面がエッチングされる（図３のステップＳ８）。

【0066】

ステップＳ８における第２の面Ｗｂのエッチング量は、例えば５μｍ以下である。このようにエッチング量が少ない場合、エッチングにかかる時間を短くでき、ウェハ処理のスループットを向上させることができる。また、エッチングに使用するエッチング液の使用量を低減することができる。

【0067】

また、ステップＳ８において使用されたエッチング液Ｅは、内側カップ２１０に回収され、排液ライン２１１を介してエッチング液リサイクル部２４０に排出される。そして、エッチング液Ｅは、エッチング液リサイクル部２４０から給液ライン２４１を介してエッチング液ノズル２３０に供給され、次のウェハＷのエッチングに再利用される。

【0068】

次に、図４（ｂ）に示すように洗浄液ノズル２３２をウェハＷの中心部上方に移動させる。また、内側カップ２１０を下降させ、外側カップ２２０がウェハ保持部２００の周囲を囲うように配置される。そして、ウェハＷを回転させつつ、洗浄液ノズル２３２をウェハＷの中心部上方と外周部上方の間で移動させながら、当該洗浄液ノズル２３２から第２の面Ｗｂに洗浄液Ｃを供給する。そうすると、洗浄液Ｃは第２の面Ｗｂの全面に供給され、当該第２の面Ｗｂの全面が洗浄される（図３のステップＳ９）。なお、ステップＳ９において使用された洗浄液Ｃは、外側カップ２２０に回収され、排液ライン２２１から排出される。

【0069】

ここで、ステップＳ１においてウェハＷの第１の面Ｗａを研削する際、第２の面Ｗｂが第１のチャック１１３ａに吸着保持される。この際、ポーラスチャックである第１のチャック１１３ａが金属を含むため、第２の面Ｗｂには金属が付着する場合がある。また、ステップＳ８において第２の面Ｗｂをエッチング液Ｅでエッチングする際、エッチング量が５μｍ以下と少量であるため、かかるエッチングでは第２の面Ｗｂに付着した金属を除去しきれない場合がある。

【0070】

そこで、ステップＳ９では、第２の面Ｗｂに洗浄液Ｃを供給して、当該第２の面Ｗｂに付着した金属を除去する。具体的に金属は、洗浄液Ｃによって第２の面Ｗｂからリフトオフされて除去される。加えて、洗浄液ノズル２３２は２流体ノズルであって洗浄液Ｃを第２の面Ｗｂに噴射するため、この洗浄液Ｃの物理的な衝突力によっても金属は除去される。

【0071】

また、ステップＳ９では、洗浄液ノズル２３２をウェハＷの中心部上方と外周部上方の間で移動させながら、当該洗浄液ノズル２３２から第２の面Ｗｂに洗浄液Ｃを供給するため、洗浄液Ｃは第２の面Ｗｂの全面に供給される。さらに、上述した洗浄液Ｃの物理的な衝突力も第２の面Ｗｂの全面に及ぶ。したがって、第２の面Ｗｂから金属を除去することができる。

【0072】

次に、図４（ｃ）に示すようにリンス液ノズル２３１をウェハＷの中心部上方に移動させる。この際、内側カップ２１０は下降しており、外側カップ２２０がウェハ保持部２００の周囲を囲うように配置される。そして、ウェハＷを回転させながら、リンス液ノズル２３１から第２の面Ｗｂの中心部にリンス液Ｒを供給する。そうすると、遠心力によりリンス液Ｒが外周部まで拡散し、第２の面Ｗｂの全面がリンスされる（図３のステップＳ１０）。なお、ステップＳ１０において使用されたリンス液Ｒは、外側カップ２２０に回収され、排液ライン２２１から排出される。また、リンス液Ｒの供給は、ステップＳ８とステップＳ９の間でも実施されるのが望ましい。

【0073】

次に、リンス液ノズル２３１からのリンス液Ｒの供給を停止した状態で、更にウェハＷを回転させ続ける。そうすると、第２の面Ｗｂが乾燥される。

【0074】

次に、ウェハＷはウェハ搬送装置６０により反転装置３１に搬送される。反転装置３１では、ウェハＷの第１の面Ｗａと第２の面Ｗｂを上下方向に反転させる（図３のステップＳ１１）。すなわち、第１の面Ｗａが上側、第２の面Ｗｂが下側を向いた状態にウェハＷが反転される。

【0075】

次に、ウェハＷはウェハ搬送装置６０によりエッチング装置５１に搬送される。エッチング装置５１では、ウェハ保持部２００にウェハＷが第１の面Ｗａを上側に向けた状態で第２の面Ｗｂが保持される。そして、ウェハＷを回転させつつ、エッチング液ノズル２３０をウェハＷの中心部上方と外周部上方の間で移動させながら、当該エッチング液ノズル２３０から第１の面Ｗａにエッチング液Ｅを供給する。そうすると、エッチング液Ｅは第１の面Ｗａの全面に供給され、当該第１の面Ｗａの全面がエッチングされる（図３のステップＳ１２）。なお、この第１の面Ｗａのエッチングは、上記ステップＳ８における第２の面Ｗｂのエッチングと同様であり、そのエッチング量も例えば５μｍ以下である。

【0076】

次に、エッチング装置５１では、ウェハＷを回転させつつ、洗浄液ノズル２３２をウェハＷの中心部上方と外周部上方の間で移動させながら、当該洗浄液ノズル２３２から第１の面Ｗａに洗浄液Ｃを供給する。そうすると、第１の面Ｗａが洗浄され、当該第１の面Ｗａに付着した金属が除去される（図３のステップＳ１３）。なお、この第１の面Ｗａの洗浄は、上記ステップＳ９における第２の面Ｗｂの洗浄と同様である。

【0077】

次に、エッチング装置５１では、ウェハＷを回転させながら、リンス液ノズル２３１から第１の面Ｗａの中心部にリンス液Ｒを供給し、当該第１の面Ｗａがリンスされる（図３のステップＳ１４）。なお、この第１の面Ｗａのリンスは、上記ステップＳ１０における第２の面Ｗｂのリンスと同様である。また、リンス液Ｒの供給は、ステップＳ１２とステップＳ１３の間でも実施されるのが望ましい。

【0078】

次に、ウェハＷはウェハ搬送装置６０により厚み測定装置４０に搬送される。厚み測定装置４０では、エッチング装置５１によるエッチング後のウェハＷの厚み分布を測定する（図３のステップＳ１５）。

【0079】

ステップＳ１５では、上述したようにウェハＷの厚みを複数点で測定することで、エッチング後のウェハＷの厚み分布を取得する。取得されたウェハＷの厚み分布は例えば制御装置１５０に出力される。制御装置１５０では、ウェハＷの厚み分布に基づいて、次にエッチングされるウェハＷに対して用いられるエッチング液Ｅの組成比率を調整する（図３のステップＳ１６）。なお、このエッチング液Ｅの組成比率の調整方法は後述する。

【0080】

一方、厚み測定装置４０で厚み分布が測定されたウェハＷは、ウェハ搬送装置６０によりウェハＷがカセット載置台２０のカセットＣに搬送される。こうして、ウェハ処理システム１における一連のウェハ処理が終了する。なお、ウェハ処理システム１で所望の処理が施されたウェハＷには、ウェハ処理システム１の外部においてポリッシングが行われてもよい。

【0081】

以上の実施形態によれば、ステップＳ９、Ｓ１３において、洗浄液Ｃを用いてウェハＷの表面を洗浄するので、当該ウェハＷの表面に付着した金属を除去することができる。しかも、洗浄液Ｃは２流体ノズルである洗浄液ノズル２３２からウェハＷの表面に噴射されるので、洗浄液Ｃによる化学的な金属除去能力に加え、洗浄液Ｃの衝突力による物理的な金属除去能力も発揮され、金属を効率よく除去することができる。その結果、ウェハＷの製品性能を維持することが可能となる。

【0082】

なお、洗浄液Ｃによる化学的な金属除去能力が十分である場合、洗浄液ノズル２３２に２流体ノズルではなく、通常のノズルを用いてもよい。かかる場合、洗浄液ノズル２３２からウェハＷの中心部に洗浄液Ｃを供給し、遠心力により洗浄液Ｃを外周部まで拡散させてもよい。本変形例においては、上記実施形態に比べて金属の除去能力は劣るが、洗浄液ノズル２３２が安価になり、コストを低減することができる。

【0083】

また、洗浄液Ｃによる物理的な金属除去能力が十分である場合、洗浄液Ｃにはフッ酸、ＦＰＭ等ではなく、例えば純水を用いてもよい。本変形例においても、上記実施形態に比べて金属の除去能力は劣るが、洗浄液Ｃが安価になり、コストを低減することができる。

【0084】

次に、上記ステップＳ１６におけるエッチング液Ｅの組成比率の調整方法について説明する。

【0085】

本実施形態では、ステップＳ８、Ｓ１２におけるウェハＷのエッチングを行う際、エッチング液Ｅは複数のウェハＷに対して再利用される。かかる場合、本発明者らが調べたところ、エッチングではウェハＷ（シリコン）とエッチング液Ｅ（混酸）の反応によって、エッチング液Ｅの組成比率が変わる。そして、本発明者らがエッチング液Ｅの経時変化を調べたところ、図５に示す結果を得た。図５において、点線は、初期状態のエッチング液Ｅを用いた場合の、ウェハＷのエッチング量の径方向分布を示す。実線は、予め定められた枚数のウェハＷをエッチングした後のエッチング液Ｅを用いた場合の、ウェハＷのエッチング量の径方向分布を示す。図５に示すように、エッチング液Ｅを繰り返し再利用すると、エッチング量が全体的に減少する。また、ウェハＷの中心部のエッチング量が外周部のエッチング量より少なく、ウェハ径方向のエッチングプロファイルが変化する。その結果、エッチングのプロセス性能が不安定となる。

【0086】

エッチング液Ｅを繰り返し再利用すると、当該エッチング液Ｅ中のフッ酸が消費される。そして、フッ酸の濃度が減少することで、当該エッチング液Ｅの再利用によってエッチング量が減少する。そこで、本発明者らは、エッチング液Ｅにフッ酸を追加することを試みたところ、図６に示す結果を得た。図６において、点線は、再利用するエッチング液Ｅに対してフッ酸を追加せず、当該エッチング液Ｅを用いてウェハＷをエッチングした場合の、ウェハＷのエッチング量の径方向分布を示す。実線は、再利用するエッチング液Ｅに対してフッ酸を追加し、当該エッチング液Ｅを用いてウェハＷをエッチングした場合の、ウェハＷのエッチング量の径方向分布を示す。図６に示すように、エッチング液Ｅにフッ酸を追加すると、ウェハＷの全体的なエッチング量は増加する。しかしながら、エッチングプロファイルは改善されず、ウェハＷの中心部のエッチング量は外周部のエッチング量より少ないままである。

【0087】

また、本発明者らは、エッチング液Ｅにフッ酸と硝酸を追加することを試みたところ、図７に示す結果を得た。図７において、点線は、再利用するエッチング液Ｅに対してフッ酸と硝酸のいずれも追加せず、当該エッチング液Ｅを用いてウェハＷをエッチングした場合の、ウェハＷのエッチング量の径方向分布を示す。実線は、再利用するエッチング液Ｅに対してフッ酸と硝酸を追加し、当該エッチング液Ｅを用いてウェハＷをエッチングした場合の、ウェハＷのエッチング量の径方向分布を示す。図７に示すように、エッチング液Ｅにフッ酸と硝酸を追加すると、ウェハＷの全体的なエッチング量は増加する。しかしながら、やはりエッチングプロファイルは改善されず、ウェハＷの中心部のエッチング量は外周部のエッチング量より少ないままである。

【0088】

なお、エッチング量を全体的に増加させるには、フッ酸に加えて硝酸も追加するのが好ましい。ウェハＷのエッチングではフッ酸と硝酸が化学的に寄与し、フッ酸でエッチングして硝酸で酸化するというプロセスを繰り返す。このため、エッチング液Ｅを繰り返し再利用すると、エッチング液Ｅ中のフッ酸と硝酸がともに消費される。しなしながら、フッ酸の濃度に比べて硝酸の濃度が大きいため、硝酸の濃度が減少したとしても、フッ酸の濃度の減少の方がエッチングに対する影響が大きい。このため、エッチング液Ｅにフッ酸を追加することが、エッチング量の増加に直接的に寄与する。しかしながら、長期的な観点では、エッチング液Ｅ中のフッ酸と硝酸の濃度バランスを維持するため、フッ酸に加えて硝酸を追加する方が好ましい。

【0089】

ここで、エッチング液Ｅ中のリン酸は、ウェハＷのエッチングに化学的に寄与せず、当該エッチングによって消費されない。しかしながら、ウェハＷがエッチングされると副生成物として水が生成される。このため、リン酸の濃度が相対的に下がっていく。そして、リン酸の濃度が下がるとエッチング液Ｅの粘度が下がるため、エッチングにおいて回転中のウェハＷの中心部のエッチング液Ｅは外周部に拡散しやすくなる。より具体的には、エッチング液Ｅの粘度がウェハＷの回転による遠心力より小さい場合、エッチング液Ｅは外周部に拡散しやすくなる。このため、ウェハＷの中心部のエッチング量が外周部のエッチング量より少なくなる。

【0090】

そこで、本発明者らは、エッチング液Ｅにフッ酸、硝酸及びリン酸を追加することを試みたところ、図８に示す結果を得た。図８において、点線は、再利用するエッチング液Ｅに対してフッ酸、硝酸及びリン酸のいずれも追加せず、当該エッチング液Ｅを用いてウェハＷをエッチングした場合の、ウェハＷのエッチング量の径方向分布を示す。実線は、再利用するエッチング液Ｅに対してフッ酸、硝酸及びリン酸を追加し、当該エッチング液Ｅを用いてウェハＷをエッチングした場合の、ウェハＷのエッチング量の径方向分布を示す。図８に示すように、エッチング液Ｅにフッ酸、硝酸及びリン酸を追加すると、ウェハＷの全体的なエッチング量は増加する。また、ウェハＷの中心部のエッチング量が増加して、エッチングプロファイルも改善される。

【0091】

なお、エッチング液Ｅにリン酸のみを追加すると、フッ酸の濃度が相対的に下がるので、全体的なエッチング量が減少する。このため、エッチングプロファイルを改善するためにリン酸を追加する際には、フッ酸も追加するのが好ましい。

【0092】

また、エッチングプロファイルを改善するためにエッチング液Ｅに追加する成分は、リン酸に限定されない。ウェハＷのエッチングに寄与せず、エッチング液Ｅの粘度を向上させるものであれば、エッチング液Ｅに追加することができる。

【0093】

以上のように本発明者らは鋭意検討した結果、下記の知見を得るに至った。
・エッチング量を全体的に増加させる場合は、エッチング液にフッ酸を追加する。
・エッチング量を全体的に増加させる場合は、更に硝酸を追加するのが好ましい。
・エッチングプロファイルを改善させる場合は、エッチング液にリン酸を追加する。
・エッチングプロファイルを改善させる場合は、更にフッ酸を追加するのが好ましい。

【0094】

上記知見に基づいて、ステップＳ１６においてエッチング液Ｅの組成比率を調整する際には、下記（１）～（３）の制御を行う。
（１）ステップＳ１５で測定したウェハＷの厚み分布において、ウェハＷの厚みが全体的に大きい場合（エッチング量が小さい場合）、エッチング液Ｅにフッ酸を追加する。この際、硝酸を更に追加するのが好ましい。なお、ウェハＷの厚みが全体的に大きい場合とは、例えばエッチング後のウェハＷの目標厚みに対して、ステップＳ１５で測定したウェハＷの厚みが全体的に大きい場合である。
（２）ステップＳ１５で測定したウェハＷの厚み分布において、ウェハＷの中心部の厚みが外周部の厚みに比べて大きい場合（ウェハＷの中心部のエッチング量が外周部のエッチング量より小さい場合）、エッチング液Ｅにリン酸を追加する。この際、フッ酸を更に追加するのが好ましい。
（３）ステップＳ１５で測定したウェハＷの厚み分布において、ウェハＷの厚みが全体的に大きく、且つ、ウェハＷの中心部の厚みが外周部の厚みに比べて大きい場合、エッチング液Ｅにフッ酸とリン酸を追加する。この際、硝酸を更に追加するのが好ましい。

【0095】

なお、上記（１）～（３）においてエッチング液Ｅに追加するフッ酸、硝酸、リン酸の追加量の決定方法は任意である。例えば、フッ酸、硝酸、リン酸を予め定められた量で追加し、そのエッチング液Ｅを使用した後のウェハＷの厚み分布を測定して、当該フッ酸、硝酸、リン酸の追加量を決定してもよい。或いは例えば、濃度計２４３で測定した測定結果に基づいて、フッ酸、硝酸、リン酸の追加量を決定してもよい。

【0096】

そして、上記（１）～（３）を行って組成比率が調整されたエッチング液Ｅは、エッチング液リサイクル部２４０から給液ライン２４１を介してエッチング液ノズル２３０に供給され、次のエッチングに再利用される。

【0097】

なお、このような上記（１）～（３）によるエッチング液Ｅの組成比率の調整は、ウェハＷ毎に行ってもよいし、複数、例えば１ロット（２５枚）毎に行ってもよい。

【0098】

以上の実施形態によれば、ステップＳ１５で測定したエッチング後のウェハＷの厚み分布に基づいて、ステップＳ１６においてエッチング液Ｅに対して、フッ酸、硝酸、リン酸のいずれか又は複数を選択して追加して、当該エッチング液Ｅの組成比率を適切に調整することができる。したがって、複数のウェハＷにエッチングを行う際、エッチング液Ｅを再利用する場合であっても、組成比率が調整されたエッチング液Ｅを用いてウェハＷに対して面内均一なエッチングを行い、エッチング後のウェハＷの表面形状を適切に制御することができる。

【0099】

次に、他の実施形態のステップＳ１６におけるエッチング液Ｅの組成比率の調整方法について説明する。本実施形態では、ステップＳ１５で測定したエッチング後のウェハＷの厚み分布からエッチング量を算出し、さらにエッチング量平均値とエッチング量レンジを算出する。エッチング量平均値は、ウェハ面内におけるエッチング量の平均値である。エッチング量レンジは、ウェハ面内におけるエッチング量の最大値と最小値の差分である。そして、算出されたエッチング量平均値とエッチング量レンジに基づいて、エッチング液Ｅの組成比率を調整する。

【0100】

図９に示すようにエッチング液Ｅを繰り返し再利用すると、エッチング液Ｅ中のフッ酸と硝酸が消費され、ウェハＷの全体的なエッチング量が減少し、エッチング量平均値が減少する。そして、エッチング量平均値が設定下限値に達すると（図９中の時間Ｔ１）、エッチング液Ｅにフッ酸と硝酸を追加（補充）する。時間Ｔ１におけるフッ酸の追加量と硝酸の追加量は、追加後のエッチング液Ｅによるエッチング量平均値が設定上限値になるように、予め定められた値に設定される。なお例えば、目標とするエッチング量平均値を設定し、その目標とするエッチング量平均値から許容される下振れ値と上振れ値を決定することで、エッチング量平均値の設定下限値と設定上限値をそれぞれ任意に設定する。

【0101】

時間Ｔ１でフッ酸と硝酸が追加されると、エッチング液Ｅ中のフッ酸の濃度と硝酸の濃度が大きくなり、当該エッチング液Ｅによるエッチング量平均値が設定上限値まで増加する。なお、フッ酸と硝酸の追加によりエッチング量が増加することは、上述したとおりである。

【0102】

続いてエッチング液Ｅを繰り返し再利用すると、再びエッチング量平均値が減少する。そして、エッチング量平均値が設定下限値に達すると（図９中の時間Ｔ２）、エッチング液Ｅにフッ酸と硝酸を追加する。

【0103】

時間Ｔ２におけるフッ酸の追加量は、下記式（１）及び（２）を用いて算出される。すなわち、先ず式（１）を用いて、時間Ｔ１におけるフッ酸の追加量に対する、エッチング量平均値の増加分の傾きａを算出する。次に式（２）を用いて、追加後のエッチング液Ｅによるエッチング量平均値が設定上限値になるように、時間Ｔ２におけるフッ酸の追加量を算出する。
ａ＝｛（追加後のエッチング量平均値）－（追加前のエッチング量平均値）｝／（時間Ｔ１におけるフッ酸追加量） ・・・（１）
（時間Ｔ２におけるフッ酸追加量）＝｛（エッチング量平均値の設定上限値）－（追加後のエッチング量平均値）｝／ａ ・・・（２）

【0104】

時間Ｔ２における硝酸の追加量も、上記式（１）及び（２）と同様の計算式を用いて算出される。

【0105】

時間Ｔ２でフッ酸と硝酸が追加されると、エッチング液Ｅ中のフッ酸の濃度と硝酸の濃度が大きくなり、当該エッチング液Ｅによるエッチング量平均値が設定上限値まで増加する。

【0106】

続いてエッチング液Ｅを繰り返し再利用すると、エッチングプロファイルが変化し、エッチング量レンジが増加する。そして、エッチング量レンジが設定上限値に達すると（図９中の時間Ｔ３）、エッチング液Ｅにリン酸を追加する。時間Ｔ３におけるリン酸の追加量は、追加後のエッチング液Ｅによるエッチング量レンジが設定下限値になるように、予め定められた値に設定される。なお例えば、目標とするエッチング量レンジを設定し、その目標とするエッチング量レンジから許容される上振れ値と下振れ値を決定することで、エッチング量レンジの設定上限値と設定下限値をそれぞれ任意に設定する。

【0107】

時間Ｔ３でリン酸が追加されると、当該エッチング液Ｅによるエッチング量レンジが設定下限値まで減少し、エッチングプロファイルが改善される。なお、リン酸の追加によりエッチングプロファイルが改善することは、上述したとおりである。

【0108】

なお、２回目以降のリン酸の追加量は、上記式（１）及び（２）と同様の計算式を用いて算出してもよい。

【0109】

以上のように本実施形態では、下記に示すように、フッ酸、硝酸、リン酸のいずれか又は複数を選択して追加するオン・オフ制御を行う。
・エッチング量平均値が設定下限値に達すると、エッチング液Ｅにフッ酸と硝酸を追加する。
・エッチング量レンジが設定上限値に達すると、エッチング液Ｅにリン酸を追加する。

【0110】

そして、これら制御を繰り返し行うことにより、エッチング液Ｅの組成比率を適切に調整することができる。しかも、２回目以降のフッ酸、硝酸、リン酸の追加量は、エッチング量に基づいて上記式（１）及び（２）で計算されるので、正確にフッ酸、硝酸、リン酸を追加することができる。その結果、複数のウェハＷにエッチングを行う際、エッチング液Ｅを再利用する場合であっても、組成比率が調整されたエッチング液Ｅを用いてウェハＷに対して面内均一なエッチングを行い、エッチング後のウェハＷの表面形状を適切に制御することができる。

【0111】

今回開示された実施形態はすべ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。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主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。

【符号の説明】

【0112】

１ ウェハ処理システム
４０ 厚み測定装置
５０ エッチング装置
５１ エッチング装置
１５０ 制御装置
２３０ エッチング液ノズル
２４０ エッチング液リサイクル部
Ｗ ウェハ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】