CN100511602C - 基板处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能将形成在基板上的氮化硅膜的蚀刻速率维持恒定的基板处理装置。贮存于浸渍处理槽(10)的磷酸水溶液通过循环管线(20)循环。通过将形成有氧化硅膜以及氮化硅膜的基板(W)浸渍在浸渍处理槽(10)的磷酸水溶液中，进行氮化硅膜的选择性蚀刻处理。再生管线(30)，将通过循环管线(20)循环的磷酸水溶液中的一部分取出，并通过再生装置(31)回收、排出硅氧烷而再生磷酸水溶液。控制部(40)根据出口侧浓度计(24)及入口侧浓度计(32)的测定结果，控制流量调节阀(33)来调整回流至浸渍处理槽(10)的磷酸水溶液的流量，以使贮存在所述浸渍处理槽(10)的磷酸水溶液中含有的硅氧烷浓度为恒定值。
Description
技术领域
本发明涉及一种将形成有氧化硅膜及氮化硅膜的半导体晶片、液晶显示装置用玻璃基板、光掩模用玻璃基板、光盘用基板等(以下，简称为“基板”)浸渍在磷酸水溶液中而选择性地进行氮化硅膜的蚀刻处理的基板处理装置。
背景技术
在半导体装置的制造工序中，蚀刻处理是用于形成图案的重要的工序，特别是，近年来伴随着半导体器件的高性能化以及高集成化，要求在形成于基板上的氮化硅膜(Si3N4膜)及氧化硅膜(SiO2膜)中，残留氧化硅膜而选择性地对氮化硅膜进行蚀刻去除处理。作为实施如此的氮化硅膜的选择性蚀刻处理的方法，已知有将高温(约150℃)的磷酸水溶液(H2PO4+H2O)用作蚀刻液的方法(例如，参照专利文献1：JP特开2003—224106号公报)。具体地说，如专利文献1的公开，将形成有氮化硅膜及氧化硅膜的多个基板浸渍在贮存有高温的磷酸水溶液的处理槽中，从而进行氮化硅膜的选择性蚀刻处理。
通常，当使用磷酸水溶液进行氮化硅膜的蚀刻处理时，容易生成硅氧烷。“硅氧烷”为以硅(Si)和氧(O)作为主要成份的有机或无机化合物群的统称。蚀刻处理中生成的硅氧烷作为杂质蓄积在蚀刻液中。随着硅氧烷的蓄积，氮化硅膜的蚀刻速度降低，当硅氧烷在蚀刻液中的蓄积达到一定浓度以上时，则附着在基板或处理槽上，或者成为堵塞用于循环蚀刻液的过滤器的原因。另一方面，反过来当蚀刻液中的硅氧烷浓度过于低时，则氧化硅膜的蚀刻速度加快，会引起降低相对于氮化硅膜的蚀刻选择比的另一种问题。
因此，有必要将处理槽内的蚀刻液中的硅氧烷浓度保持在恒定值，而在专利文献1中，提出了从蚀刻液的循环管线取出一部分蚀刻液，强制性地析出该溶液中的硅氧烷而进行回收，由此将蚀刻液中的硅氧烷浓度维持在恒定值的技术。
但是，采用专利文献1的技术时，每单位时间内的硅氧烷的回收和排出量是一定的。而另一方面，蓄积在蚀刻溶液中的硅氧烷量是根据基板的处理频率、处理数量、以及基板上的氮化硅膜的面积比等随时间变化而变化的，不一定是固定的。其结果，处理槽内的蚀刻液中的硅氧烷浓度不是恒定值，会发生氮化硅膜的蚀刻速率不匀的问题。
发明内容
本发明是基于所述问题而完成的，其目的在于提供一种能够将形成于基板上的氮化硅膜的蚀刻速率维持恒定的基板处理装置。
本发明的所述目的，是通过如下方式实现的。
(1).一种基板处理装置，所述基板处理装置将形成有氧化硅膜及氮化硅膜的基板浸渍在磷酸水溶液中，对氮化硅膜进行蚀刻处理，其特征在于，该基板处理装置包括：
浸渍处理槽，其贮存有磷酸水溶液，并在形成有氧化硅膜及氮化硅膜的基板浸渍在磷酸水溶液中后，对氮化硅膜进行蚀刻处理；
循环管线，其使从所述浸渍处理槽排出的磷酸水溶液再次回流至所述浸渍处理槽；
再生管线，其从所述循环管线分支，并使在所述循环管线中流动的磷酸水溶液的一部分，经过与所述循环管线不同的路径回流至所述浸渍处理槽；
再生装置，其安装在所述再生管线的路径中，对在所述再生管线中流动的磷酸水溶液中含有的硅氧烷进行回收而再生磷酸水溶液；
第一浓度计，其安装在所述循环管线的路径中，对从所述浸渍处理槽排出的磷酸水溶液中含有的硅氧烷的浓度进行测定；
第二浓度计，其安装在所述再生管线的路径中比所述再生装置更下游侧，对通过所述再生装置而再生的磷酸水溶液中含有的硅氧烷的浓度进行测定；
流量调节装置，其安装在所述再生管线的路径中比所述第二浓度计更下游侧，对在所述再生管线中流动的磷酸水溶液的流量进行调整；
控制装置，其根据所述第一浓度计及第二浓度计的测定结果，控制所述流量调节装置来调整从所述再生管线回流至所述浸渍处理槽的磷酸水溶液的流量，以使贮存在所述浸渍处理槽中的硫酸水溶液中含有的硅氧烷浓度为近似恒定值。
(2).一种基板处理装置，所述基板处理装置将形成有氧化硅膜及氮化硅膜的基板浸渍在磷酸水溶液中，对氮化硅膜进行蚀刻处理，其特征在于，该基板处理装置包括：
浸渍处理槽，其贮存有磷酸水溶液，并在形成有氧化硅膜及氮化硅膜的基板浸渍在磷酸水溶液中后，对氮化硅膜进行蚀刻处理；
循环管线，其使从所述浸渍处理槽排出的磷酸水溶液再次回流至所述浸渍处理槽；
再生管线，其从所述循环管线分支，并使在所述循环管线中流动的磷酸水溶液的一部分，经过与所述循环管线不同的路径回流至所述浸渍处理槽；
再生装置，其安装在所述再生管线的路径中，对在所述再生管线中流动的磷酸水溶液中含有的硅氧烷进行回收而再生磷酸水溶液；
第一浓度计，其安装在所述循环管线的路径中，对从所述浸渍处理槽排出的磷酸水溶液中含有的硅氧烷的浓度进行测定；
流量调节装置，其调整在所述再生管线中流动的磷酸水溶液的流量；
控制装置，当由所述第一浓度计测定的硅氧烷浓度超过预先设定的设定值时，控制所述流量调节装置提高从所述再生管线回流至所述浸渍处理槽的磷酸水溶液的流量。
(3).如(2)所述的基板处理装置，其特征在于，当由所述第一浓度计测定的硅氧烷的浓度低于所述设定值时，所述控制装置减少从所述再生管线回流至所述浸渍处理槽的磷酸水溶液的流量。
(4).如(2)或(3)所述的基板处理装置，其特征在于，还包括温度测定装置，该温度测定装置测定贮存在所述浸渍处理槽中的磷酸水溶液的温度；所述设定值是相对于硅氧烷的饱和浓度的相对值，所述硅氧烷的饱和浓度是在由所述温度测定装置测定的磷酸水溶液的温度下的饱和浓度。
(5).如(4)所述的基板处理装置，其特征在于，所述设定值为所述硅氧烷饱和浓度的50％以上、100％以下。
(6).如(2)～(5)中任一项所述的基板处理装置，其特征在于，还包括输入接受装置，该输入接受装置接受所述设定值的输入。
(7).如(2)～(6)中任一项所述的基板处理装置，其特征在于，还包括第二浓度计，该第二浓度计安装在所述再生管线的路径中比所述再生装置更下游侧，对通过所述再生装置再生的磷酸水溶液中含有的硅氧烷的浓度进行测定；所述控制装置根据由所述第二浓度计测定的硅氧烷的浓度，控制所述流量调节装置来调整从所述再生管线回流至所述浸渍处理槽的磷酸水溶液的流量。
所述(1)的发明中，根据第一浓度计及第二浓度计的测定结果调整从再生管线回流至浸渍处理槽的磷酸水溶液的流量，以使贮存在浸渍处理槽的磷酸水溶液中含有的硅氧烷的浓度成为近似恒定值，因此无需考虑基板的处理频率或氮化硅膜的面积比而将贮存于浸渍处理槽的磷酸水溶液中含有的硅氧烷的浓度保持恒定，从而将形成于基板上的氮化硅膜的蚀刻速率保持恒定。
另外，根据所述(2)～(7)的本发明，当通过第一浓度计测定的硅氧烷的浓度超过预先设定的设定值时，由于提高从所述再生管线回流至所述浸渍处理槽的磷酸水溶液的流量，因此无需考虑基板的处理频率或氮化硅膜的面积比等就可以将贮存在浸渍处理槽的磷酸水溶液中含有的硅氧烷的浓度保持恒定，从而将形成于基板上的氮化硅膜的蚀刻速率保持恒定。
特别是，在所述(7)的发明中，根据通过安装在再生管线上的第二浓度计测定的硅氧烷的浓度，调整从再生管线回流至浸渍处理槽的磷酸水溶液的流量，因此能够以更高的精度将贮存于浸渍处理槽的磷酸水溶液中含有的硅氧烷的浓度保持恒定。
附图说明
图1为本发明的基板处理装置的第一实施方式的整体概略结构图。
图2为第二实施方式的基板处理装置的整体概略结构图。
图3为表示磷酸水溶液中的硅氧烷饱和浓度的图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细的说明。
1.第一实施方式
图1为本发明的基板处理装置的第一实施方式的整体概略结构图。该基板处理装置1，是将形成有氧化硅膜及氮化硅膜的基板W浸渍在磷酸水溶液中，从而进行氮化硅膜的选择性蚀刻处理的湿式蚀刻处理装置。基板处理装置1，包括：贮存磷酸水溶液而进行蚀刻处理的浸渍处理槽10；将磷酸水溶液向浸渍处理槽10循环的循环管线20；用于再生磷酸水溶液的再生管线30。
浸渍处理槽10具有双重槽结构，由贮存作为蚀刻液的磷酸水溶液并在磷酸水溶液中浸渍基板W的内槽11和用于回收从内槽11上部溢出的蚀刻液的外槽12构成。内槽11为由对蚀刻液的耐腐蚀性优异的石英或氟树脂材料形成的、俯视呈矩形的箱形形状的构件。外槽12由与内槽11相同的材料形成，围绕内槽11的外周上端部设置。
另外，设置有升降机13，用于将基板W浸渍在贮存于浸渍处理槽10的蚀刻液中。升降机13通过三根保持杆，将以站立姿势(基板主面的法线沿着水平方向的姿势)相互平行地排列的多个(例如50个)基板W集中加以保持。升降机13被设置成通过未图示的升降结构可沿着铅直方向升降，在将进行保持的基板W(组)浸渍在内槽10内的蚀刻液中的处理位置(图1的位置)和从蚀刻液提上来的交换位置之间升降。
循环管线20，是对从浸渍处理槽10排出的磷酸水溶液进行过滤、加热将其再次压送回流至浸渍处理槽10的配管路径，具体地说，对浸渍处理槽10的外槽12的底部和内槽11的底部进行流路连接而构成。在循环管线20的路径中，从其上游侧设置有循环泵21和过滤器22。循环泵21将通过循环管线20从外槽12汲出的磷酸水溶液压送至内槽11。过滤器22，是用于去除在循环管线20中流动的磷酸水溶液中杂质的过滤器。
另外，循环管线20中，在过滤器22的下游侧设置有加热器23。加热器23被设置在循环管线20中比较接近内槽11的位置上，并将在循环管线20中流动的磷酸水溶液再加热至给定的处理温度(在本实施例中为150℃)。另外，在浸渍处理槽10中也设置有未图示的加热器，用于对贮存在浸渍处理槽10中的磷酸水溶液进行加热使之也维持于给定的处理温度。
再生管线30，是使再生液经过与循环管线20不同的路径回流至浸渍处理槽10的配管路径，其中再生液是将在循环管线20中流动的磷酸水溶液的一部分取出并进行了再生而得到的。所谓的磷酸水溶液的“再生”，是指回收包含在磷酸水溶液中的硅氧烷而降低硅氧烷浓度。再生管线30从循环管线20中的比过滤器22更下游侧(离内槽11近的位置)分支，用于使经过再生的磷酸水溶液回流至浸渍处理槽10的外槽12中。另外，再生管线30的分支位置可以是循环管线20的路径中的任意位置，但如本实施方式那样，若设定在比过滤器22更下游的位置，则能够取出去除了杂质后的磷酸水溶液，故为优选。
在再生管线30的路径中，安装有再生装置31，用于回收包含在磷酸水溶液中的硅氧烷而再生磷酸水溶液。本实施方式的再生装置31，是强制析出在再生管线30中流动的磷酸水溶液中含有的硅氧烷而进行回收去除的装置。作为再生装置31，可以采用用于回收磷酸水溶液中含有的硅氧烷的各种公知的装置，例如，可以采用专利文献1中记载的回收装置。
另外，在循环管线20以及再生管线30的路径中，分别安装有出口侧浓度计24(第一浓度计)和入口侧浓度计32(第二浓度计)。出口侧浓度计24被设置在循环管线20中的比循环泵21更上游侧(离外槽12近的位置)，用于测定从浸渍处理槽10的外槽12排出的磷酸水溶液中含有的硅氧烷的浓度。另一方面，入口侧浓度计32被设置在再生管线30中的比再生装置31更下游侧(离外槽12近的位置)，用于测定经过再生装置31再生的磷酸水溶液中含有的硅氧烷的浓度。而且，在再生管线30的路径中的比入口侧浓度计32更下游侧(离外槽12近的位置)安装有流量调节阀33。流量调节阀33是调整在再生管线30中流动的磷酸水溶液的流量的阀。
另外，在基板处理装置1中，设置有管理整个装置的控制部40。控制部40的硬件结构与通常的计算机相同。即，控制部40，包括：进行各种演算处理的CPU；作为储存基本程序的读取专用的存储器的ROM；作为储存各种情报的可读写的存储器的RAM；以及存储控制用应用程序或数据等的磁盘等。在第一实施方式中，通过控制部40的CPU执行给定的软件，控制部40根据出口侧浓度计24和入口侧浓度计32的测定结果控制流量控制阀33。另外，循环泵21、加热器23、升降机13的升降结构等的基板处理装置1的其他动作，也通过控制部40控制。
下面，对具有所述结构的基板处理装置1的动作内容加以说明。首先，不管是贮存在浸渍处理槽10的磷酸水溶液中浸渍了基板W还是没有浸渍基板W，循环泵21以常时恒定流量压送磷酸水溶液。通过循环管线20回流至浸渍处理槽10的磷酸水溶液是从内槽11的底部供给。由此，在内槽11的内部产生从底部向上的磷酸水溶液的上升流。从底部供给的磷酸水溶液不久就从内槽11的上端部溢出并流入外槽12。流入外槽12的磷酸水溶液通过循环管线20被回收至循环泵21，再次被压送回流至浸渍处理槽10，并持续进行如此的循环程序。在通过循环管线20回流的过程中，用过滤器22去除混合在磷酸水溶液中的杂质。而且，被回流的磷酸水溶液通过加热器23再加热至给定的处理温度。
进行如此的通过循环管线20的磷酸水溶液的循环程序的同时，在交换位置接受了多个基板W的升降机13下降至处理位置，从而基板W浸渍在贮存于内槽11的磷酸水溶液中。由此，进行形成于基板W的氧化硅膜及氮化硅膜中的氮化硅膜的选择性蚀刻处理，该氮化硅膜被缓慢去除。给定时间的蚀刻处理结束后，升降机13再次上升至交换位置，将基板W从蚀刻液中提上来。
在此，随着硅氮化膜的蚀刻处理的进行，磷酸水溶液中蓄积硅氧烷。若硅氧烷过量蓄积，则不仅会降低硅氮化膜的蚀刻速率，还会污染基板W或浸渍处理槽10，引起堵塞过滤器22等所述问题。因此，在第一实施方式中，通过设置再生管线30对过剩的硅氧烷进行回收而进行再生磷酸水溶液的处理。
再生管线30将通过循环管线20循环的磷酸水溶液中的一部分，从循环管线20的路径途中取出，通过再生装置31从该取出液中回收、排出硅氧烷而对磷酸水溶液进行再生，并将硅氧烷浓度降低了的再生后的磷酸水溶液回流至浸渍处理槽10。由此，硅氧烷浓度低了的磷酸水溶液从再生管线30向浸渍处理槽10流入，由此来防止浸渍处理槽10内磷酸水溶液中的硅氧烷浓度明显变高的现象。另外，之所以从再生管线30向浸渍处理槽10的外槽12供给再生后的磷酸水溶液，是因为比起直接向内槽11供给硅氧烷浓度低的磷酸水溶液，向外槽12供给并经过循环管线20后再供给内槽11时，内槽11内的硅氧烷浓度的变化及分布稳定的缘故。
第一实施方式中，在循环管线20上设置有出口侧浓度计24的同时，还在再生管线30上设置有入口侧浓度计32以及流量调节阀33，控制部40根据出口侧浓度计24以及入口侧浓度计32的测定结果来控制流量调节阀33，由此调整从再生管线30回流至浸渍处理槽10的磷酸水溶液的流量。此时，控制部40调整从再生管线30回流至浸渍处理槽10的低浓度硅氧烷的磷酸水溶液的流量，从而使贮存在浸渍处理槽10的磷酸水溶液中含有的硅氧烷的浓度保持恒定。
设置在循环管线20的出口侧浓度计24，用于测定从浸渍处理槽10排出的磷酸水溶液中含有的硅氧烷的浓度。即，出口侧浓度计24是测定浸渍处理槽10的出口侧的硅氧烷浓度的浓度计，通过出口侧浓度计24测定的硅氧烷浓度与贮存在浸渍处理槽10的磷酸水溶液中含有的硅氧烷浓度近似相等。
另一方面，设置在再生管线30的入口侧浓度计32，测定经过再生装置31再生而回流至浸渍处理槽10的磷酸水溶液中含有的硅氧烷的浓度。即，入口侧浓度计32测定浸渍处理槽10的入口侧的硅氧烷浓度。贮存在浸渍处理槽10中的磷酸水溶液的液体量是恒定的，若能够测定浸渍处理槽10的出口侧以及入口侧的硅氧烷浓度，则能够算出使贮存在浸渍处理槽10的磷酸水溶液中含有的硅氧烷浓度保持恒定所需要的来自再生管线30的流入量。控制部40从出口侧浓度计24以及入口侧浓度计32的测定结果检测出浸渍处理器10的出口侧以及入口侧的硅氧烷浓度，并根据该硅氧烷浓度算出使贮存在浸渍处理槽10的磷酸水溶液中含有的硅氧烷浓度保持恒定所需要的来自再生管线30的磷酸水溶液流量，并控制流量调节阀33使低浓度硅氧烷的磷酸水溶液以该流量从再生管线30回流至浸渍处理槽10。
具体地说，当用浸渍处理槽10进行基板W的蚀刻处理时，硅氧烷持续蓄积在磷酸水溶液中，贮存在浸渍处理槽10的磷酸水溶液中的硅氧烷浓度有上升的倾向。当磷酸水溶液中的硅氧烷浓度上升时，降低氮化硅膜的蚀刻速度，进而产生基板W的污染或过滤器22的堵塞。因此，从出口侧浓度计24的测定结果中确认硅氧烷浓度有超过给定值而上升的倾向时，控制部40控制流量调节阀33增加从再生管线30向浸渍处理槽10流动的、硅氧烷浓度降低了的磷酸水溶液的流量，从而抑制贮存在浸渍处理槽10的磷酸水溶液中的硅氧烷浓度上升。
相反，当未实施基板W的蚀刻处理时，由于没有新的硅氧烷生成，因此，贮存在浸渍处理槽10的磷酸水溶液中的硅氧烷浓度的不会上升。此时，若继续进行经过再生管线30的硅氧烷的回收、排出，则会降低贮存于浸渍处理槽10的磷酸水溶液中的硅氧烷浓度。若磷酸水溶液中的硅氧烷浓度过低，则相对于氮化硅膜的蚀刻选择比降低。因此，在根据出口侧浓度计24的测定结果确认硅氧烷浓度有比给定值低的倾向时，控制部40控制流量调节阀33减少从再生管线30向浸渍处理槽10流动的、硅氧烷浓度降低了的磷酸水溶液的流量，从而防止贮存在浸渍处理槽10的磷酸水溶液中的硅氧烷浓度降低。另外，即使增减了通过再生管线30向浸渍处理槽10回流的磷酸水溶液的流量，由于循环泵21以常时恒定流量将磷酸水溶液压送循环，因此，其增减量根据通过循环管线20的流量得到补偿。
如上所述，即使因基板W的处理频率、处理数量、以及基板W中的氮化硅膜的面积比等的原因所生成的硅氧烷的量发生变化，能够将贮存于浸渍处理槽10的磷酸水溶液中含有的硅氧烷的浓度保持在恒定值，因此，在蚀刻处理中能够将形成于基板W上的硅氮化膜的蚀刻速率维持在恒定值。其结果，不仅能够防止过滤器22堵塞，还可以抑制不期望的氧化硅膜的蚀刻。
2.第二实施方式
下面，对本发明的第二实施方式进行说明。图2为第二实施方式的基板处理装置的整体概略结构图。在图2中，对与第一实施方式相同的要素赋予了相同的符号。第二实施方式的基板处理装置1a，也是将形成有氧化硅膜及氮化硅膜的基板W浸渍在磷酸水溶液中，从而进行氮化硅膜的选择性蚀刻处理的湿式蚀刻处理装置，包括：贮存磷酸水溶液而进行蚀刻处理的浸渍处理槽10；将磷酸水溶液向浸渍处理槽10循环的循环管线20；用于再生磷酸水溶液的再生管线30。
浸渍处理槽10以及循环管线20的结构与第一实施方式基本相同。第二实施方式中，在循环管线20的路径中也安装有出口侧浓度计25(第一浓度计)。出口侧浓度计25被设置在循环管线20中的比循环泵21更上游侧(离外槽12近的位置)，用于测定从浸渍处理槽10的外槽12排出的磷酸水溶液中含有的硅氧烷的浓度。
第二实施方式的出口侧浓度计25，为通过测定特定波长的吸光度而测定液体中的硅氧烷浓度的浓度计，包括：流通池25a、卤素灯等光源25b、以及检测透过光的光检测器25c。流通池25a具有用于流通硫酸水溶液的、扁平透光性的流路。从光源25b向该流通池25a的一侧面照射光，通过光检测器25c检测透过流动有磷酸水溶液的流通池25a的光。通过光检测器25c检测出的浓度信号被传送至控制部40。
出口侧浓度计25不仅能够通过测定特定波长的吸光度来测定硅氧烷浓度，还可以通过测定透过光全体的强度来测定有无硅氧烷析出。若有硅氧烷析出时，则意味着磷酸水溶液中的硅氧烷浓度超过了饱和浓度。另外，第一实施方式的出口侧浓度计24以及入口侧浓度计32也可以使用与第二实施方式相同的吸光度测定型的浓度计。
在再生管线30的路径途中，安装有对磷酸水溶液中含有的硅氧烷进行回收而再生磷酸水溶液的再生装置31以及流量调节阀33。流量调节阀33为对在再生管线30中流动的磷酸水溶液的流量进行调整的阀。但是，在第二实施方式中，没有设置用于测定再生后的磷酸水溶液中含有的硅氧烷浓度的入口侧浓度计。
另外，控制部40中设置有接受来自外部的输入的输入部41。输入部41，例如由触摸面板构成，操作员可从该输入部41输入各种指令或参数。由输入部41输入的指令或参数被传送至控制部40。
而且，第二实施方式中，设置有用于测定贮存于浸渍处理槽10的磷酸水溶液温度的温度传感器15。表示通过温度传感器15测定的磷酸水溶液的温度的信号被传送至控制部40。关于第二实施方式的基板处理装置1a的其他结构，由于与第一实施方式相同，因而赋予相同的符号而省略其详细说明。
下面，对第二实施方式的基板处理装置1a的动作内容进行说明。基板处理装置1a中的蚀刻处理的内容与第一实施方式相同。即，在实施通过循环管线20的磷酸水溶液的循环程序的同时，将基板W浸渍在贮存于浸渍处理槽10的磷酸水溶液中。由此，进行形成于基板W上的氧化硅膜以及氮化硅膜中氮化硅膜的选择性蚀刻处理。而且，随着硅氮化膜的蚀刻处理的进行，硅氧烷蓄积在磷酸水溶液中。
因此，在第二实施方式中，也通过设置再生管线30来回收过剩的硅氧烷而进行再生磷酸水溶液的处理。即，将通过循环管线20循环的磷酸水溶液的一部分，从再生管线20的路径途中取出至再生管线30，通过再生装置31从该取出液回收、排出硅氧烷而再生磷酸水溶液，将硅氧烷浓度降低了的、再生后的磷酸水溶液回流至浸渍处理槽10。
在第二实施方式中，将目标硅氧烷浓度值预先设定在控制部40中。具体地说，操作员从输入部41输入目标硅氧烷浓度的设定值。在此，从输入部41输入相对于硅氧烷饱和浓度的相对值作为设定值。如上所述，若磷酸水溶液中的硅氧烷浓度过低，则氧化硅膜的蚀刻速度加快，会降低相对于氮化硅膜的蚀刻选择比。相反，硅氧烷浓度过高，则产生堵塞过滤器22等的问题，而产生这样的问题是因为硅氧烷浓度超过饱和浓度而析出的缘故。因此，在第二实施方式中，将设定值设定为硅氧烷饱和浓度的50％以上、100％以下的范围内。在该范围内，没有相对于氮化硅膜的蚀刻选择比下降、或堵塞过滤器22之虑。从输入部41输入的设定值被储存在控制部40的存储部45。存储部45，例如由控制部40的存储器构成。
另一方面，存储部45中预先储存有表示磷酸水溶液中的硅氧烷饱和浓度的检查表90。图3为表示磷酸水溶液中的硅氧烷饱和浓度的图。该图的横轴表示磷酸水溶液的温度，纵轴表示硅氧烷的浓度。磷酸水溶液的温度越高，硅氧烷的饱和浓度就越高。
例如，在浸渍处理槽10中贮存160℃的磷酸水溶液而进行蚀刻处理的处理条件中，假设作为设定值输入80％。这种情况下，控制部40通过储存在存储部45中的图3的检查表90识别160℃下的磷酸水溶液中的硅氧烷饱和浓度为120ppm。接着，控制部40将其饱和浓度的80％的96ppm作为浓度阈值而设定。该浓度阈值为将被输入的设定值根据磷酸水溶液的处理温度进行浓度换算而得出的值。
在浸渍处理槽10中进行基板W的蚀刻处理时，磷酸水溶液中持续蓄积硅氧烷，贮存于浸渍处理槽10的磷酸水溶液中的硅氧烷浓度上升。当通过出口侧浓度计25测定的硅氧烷浓度超过对预先设定的设定值进行浓度换算而得的阈值(在所述例子中为96ppm)时，控制部40控制流量调节阀33增加从再生管线30回流至浸渍处理槽10的磷酸水溶液的流量。由此，从再生管线30流入浸渍处理槽10的、硅氧烷浓度低(大约20ppm左右)的磷酸水溶液的流量增多，浸渍处理槽10内的磷酸水溶液中的硅氧烷浓度下降。
相反，通过出口侧浓度计25测定的硅氧烷的浓度低于所述阈值时，控制部40控制流量调节阀33减少从再生管线30回流至浸渍处理槽10的磷酸水溶液的流量。由此，从再生管线30流入浸渍处理槽10的、硅氧烷浓度低的磷酸水溶液的流量减少，随着蚀刻处理的进行，浸渍处理槽10内磷酸水溶液中的硅氧烷浓度上升。借此，贮存于浸渍处理槽10的磷酸水溶液中含有的硅氧烷浓度能够维持在大致恒定值(设定值)，其结果，可将形成于基板W上的氮化硅膜的蚀刻速率维持恒定。另外，当通过出口侧浓度计25测定的硅氧烷浓度与所述阈值一致时，从再生管线30回流至浸渍处理槽10的磷酸水溶液的流量既可以增加，也可以减少。
另外，第二实施方式的出口侧浓度计25，也可以测定磷酸水溶液中有无硅氧烷析出。因此，即使作为设定值输入了100％，也可以检测出磷酸水溶液中的硅氧烷浓度超过设定值的情况。即，若作为设定值输入100％，当通过出口侧浓度计25检测出硅氧烷的析出时，控制部40可以控制流量调节阀33而增加从再生管线30回流至浸渍处理槽10的磷酸水溶液的流量。
3.变形例
以上，说明了本发明的实施方式，但只要不超出本发明的精神，除所述实施方式以外还可以进行各种变更。例如，在第二实施方式的基板处理装置1a中，也可以与第一实施方式同样地，在再生管线30的路径中的比再生装置31更下游侧安装入口侧浓度计32(第二浓度计)。虽然通过再生装置31再生的磷酸水溶液中的硅氧烷浓度大致是稳定的，但可以通过入口侧浓度计测定流入到浸渍处理槽10的、再生后的磷酸水溶液中的硅氧烷浓度，控制部40根据该测定结果，对从再生管线30回流至浸渍处理槽10的磷酸水溶液的流量进行微调。具体地说，当通过再生装置31再生的磷酸水溶液中含有的硅氧烷浓度比标准值低时，减少从再生管线30回流至浸渍处理槽10的磷酸水溶液的流量，当比标准值高时，增加从再生管线30回流至浸渍处理槽10的磷酸水溶液的流量。由此，能够以更高的精度将贮存于浸渍处理槽10的磷酸水溶液中含有的硅氧烷浓度维持在设定值。另外，作为入口侧浓度计可以使用与出口侧浓度计25相同的吸光度测定型浓度计。
而且，在第二实施方式中，作为设定值输入相对于硅氧烷饱和浓度的相对值，并根据磷酸水溶液的处理温度对该值进行了浓度换算，但可以直接从输入部41输入浓度值作为设定值。
另外，在所述各实施方式中，再生管线30也可以将经过了再生处理的磷酸水溶液回流至内槽11中。还有，外槽12不是必要的设置，可以将循环管线20的配管两端连通于内槽11上，通过循环管线20将内槽11内的磷酸水溶液循环的形式。另外，在所述各实施方式中，升降机13直接保持多个基板W，但也可以升降机13保持运载器并使运载器升降，该运载器中收容有多个基板W。
Claims (6)
1.一种基板处理装置，其将形成有氧化硅膜及氮化硅膜的基板浸渍在磷酸水溶液中，对氮化硅膜进行蚀刻处理，其特征在于，所述基板处理装置包括：
浸渍处理槽，其贮存有磷酸水溶液，并在所述基板浸渍在磷酸水溶液中后，对氮化硅膜进行蚀刻处理；
循环管线，其使从所述浸渍处理槽排出的磷酸水溶液再次回流至所述浸渍处理槽；
再生管线，其从所述循环管线分支，并使在所述循环管线中流动的磷酸水溶液的一部分，经过与所述循环管线不同的路径回流至所述浸渍处理槽；
再生装置，其安装在所述再生管线的路径中，对在所述再生管线中流动的磷酸水溶液中含有的硅氧烷进行回收而再生磷酸水溶液；
第一浓度计，其安装在所述循环管线的路径中，对从所述浸渍处理槽排出的磷酸水溶液中含有的硅氧烷的浓度进行测定；
流量调节装置，其对在所述再生管线中流动的磷酸水溶液的流量进行调整；
控制装置，当由所述第一浓度计测定的硅氧烷的浓度超过预先设定的设定值时，控制所述流量调节装置提高从所述再生管线回流至所述浸渍处理槽的磷酸水溶液的流量。
2.如权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
当由所述第一浓度计测定的硅氧烷的浓度低于所述设定值时，所述控制装置减少从所述再生管线回流至所述浸渍处理槽的磷酸水溶液的流量。
3.如权利要求2所述的基板处理装置，其特征在于，
还包括温度测定装置，该温度测定装置测定贮存在所述浸渍处理槽中的磷酸水溶液的温度；
所述设定值是相对于硅氧烷的饱和浓度的相对值，所述硅氧烷的饱和浓度是在由所述温度测定装置测定的磷酸水溶液的温度下的饱和浓度。
4.如权利要求3所述的基板处理装置，其特征在于，
所述设定值为所述硅氧烷饱和浓度的50％以上、100％以下。
5.如权利要求1～4中任一项所述的基板处理装置，其特征在于，
还包括输入接受装置，该输入接受装置接受所述设定值的输入。
6.如权利要求1～4中任一项所述的基板处理装置，其特征在于，
还包括第二浓度计，该第二浓度计安装在所述再生管线路径中的比所述再生装置更下游侧，对通过所述再生装置而再生的磷酸水溶液中含有的硅氧烷的浓度进行测定；
所述控制装置根据由所述第二浓度计测定的硅氧烷的浓度，控制所述流量调节装置来调整从所述再生管线回流至所述浸渍处理槽的磷酸水溶液的流量。
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