CN105742207B - 基板液处理装置和基板液处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够提高基板液处理装置的生产率的基板液处理装置和基板液处理方法。基板液处理装置(1)用于利用处理液来对基板(2)进行液处理,其包括:处理液储存部(3),其用于储存所述处理液;处理液加热部(加热器(18)),其用于对所述处理液进行加热;控制部(8),其用于控制所述处理液加热部;以及温度传感器(21)和浓度传感器(20),其与所述控制部(8)相连接,所述控制部(8)利用所述浓度传感器(20)来测量所述处理液的浓度并利用所述温度传感器(21)来测量所述处理液的温度,并求出与测量出的所述处理液的浓度相对应的沸点,根据该沸点和测量出的所述处理液的温度来对所述处理液加热部的功率进行控制。
Description
技术领域
本发明涉及用于利用加热了的处理液来对基板进行液处理的基板液处理装置和基板液处理方法。
背景技术
以往,在制造半导体零件、平板显示器等时,使用基板液处理装置并利用蚀刻液、清洗液等处理液对半导体晶圆、液晶基板等基板实施蚀刻、清洗等处理。
作为一种基板液处理装置,将用纯水将磷酸等药剂调整为规定浓度、规定温度而得到的水溶液用作处理液,使基板浸渍于储存有处理液的储存槽内,由此,进行处理。另外,通过将该处理液储存在储存槽内并使储存了的处理液朝向基板的表面喷出,从而利用处理液来对基板进行液处理。
在以往的基板液处理装置中,通过对处理液进行加热而使其在规定温度沸腾,从而将处理液管理为规定浓度(例如,参照专利文献1)。
专利文献1:日本特开2013-93478号公报
发明内容
发明要解决的问题
在所述以往的基板液处理装置中,为了提高在每单位时间能够处理的能力(生产率),想到使得用于加热处理液的加热器高功率化,以缩短加热处理液所需的时间。
然而,在所述以往的基板液处理装置中,仅靠温度来控制加热器对处理液加热。当利用高功率的加热器将用纯水将药剂稀释而得到的处理液在短时间内加热到规定温度时,处理液会被急剧地加热到接近沸点,从而处理液成为过度沸腾的强沸腾状态而有可能自储存槽冒出。特别是,在因储存槽的维护等而用水对储存槽内进行置换并将处理液再次储存在储存槽内之后,在维护时使用的水与处理液相混合,从而使储存在储存槽内的处理液的浓度变低,在与该浓度相对应的处理液的沸点较低的情况下,处理液非常有可能出现上述问题。
用于解决问题的方案
因此,本发明的基板液处理装置用于利用处理液来对基板进行液处理,其中,该基板液处理装置包括:处理液储存部,其用于储存所述处理液;处理液加热部,其用于对所述处理液进行加热;控制部,其用于控制所述处理液加热部;以及温度传感器和浓度传感器,其与所述控制部相连接,所述控制部利用所述浓度传感器来测量所述处理液的浓度并利用所述温度传感器来测量所述处理液的温度,并求出与测量出的所述处理液的浓度相对应的沸点,根据该沸点和测量出的所述处理液的温度来对所述处理液加热部的功率进行控制。
另外,所述控制部根据所述处理液的浓度和温度来对所述处理液加热部进行控制,之后,利用所述温度传感器对所述处理液的温度进行测量,并仅根据该温度来对所述处理液加热部的功率进行控制。
另外,所述控制部在根据所述处理液的浓度和温度来对所述处理液加热部进行的控制与仅根据所述处理液的温度来对所述处理液加热部进行的控制之间,以将所述处理液加热部的功率保持为恒定的方式进行控制。
另外,所述控制部在求出与所述处理液的浓度相对应的沸点时根据气压进行校正。
另外,本发明提供一种基板液处理方法,在该基板液处理方法中,利用处理液加热部对储存于处理液储存部的处理液进行加热而对基板进行处理,其中,对所述处理液的浓度和温度进行测量,求出与测量出的所述处理液的浓度相对应的沸点,并根据该沸点和测量出的所述处理液的温度来对所述处理液加热部的功率进行控制。
另外,根据所述处理液的浓度和温度来对所述处理液加热部进行控制,之后,对所述处理液的温度进行测量,仅根据该温度来对所述处理液加热部的功率进行控制。
另外,在根据所述处理液的浓度和温度来对所述处理液加热部进行的控制与仅根据所述处理液的温度来对所述处理液加热部进行控制之间,以将所述处理液加热部的功率保持为恒定的方式进行控制。
另外,在求出与所述处理液的浓度相对应的沸点时,根据气压进行校正。
发明的效果
在本发明中,能够防止处理液成为强沸腾状态并在短时间内将处理液加热至规定温度,而能够提高基板液处理装置的生产率。
附图说明
图1是表示基板液处理装置的说明图。
图2是表示基板液处理程序的流程图。
图3是表示处理液的浓度、温度以及处理液加热部的功率的变化的说明图。
图4是表示储存槽的说明图。
具体实施方式
下面,参照附图说明本发明的基板液处理装置的具体结构和基板液处理方法以及基板液处理程序的具体构成。此外,在以下的说明中,说明将本发明应用于以下基板液处理装置(蚀刻装置)的实施方式,在该基板液处理装置中,使用利用纯水将磷酸等药剂调整至规定浓度和规定温度而得到的处理液(例如蚀刻液)来对基板(例如半导体晶圆)进行处理。
如图1所示,基板液处理装置1具有:处理液储存部3,其用于利用储存了的处理液来对基板2进行处理;处理液供给部4,其用于对处理液储存部3供给处理液;纯水供给部5,其用于对处理液储存部3供给纯水;处理液循环部6,其用于使储存于处理液储存部3的处理液循环;以及处理液排出部7,其用于将处理液自处理液储存部3排出。另外,基板液处理装置1具有用于控制所述各部分的控制部8。
在处理液储存部3中,在上部敞开的处理槽9的上部周围形成上部敞开的外槽10,在处理槽9和外槽10内储存处理液。用于保持基板2的基板保持体11以能够升降的方式设于处理液储存部3。利用控制部8对基板保持体11进行升降控制。
并且,在处理槽9中,通过利用基板保持体11使基板2浸渍在处理液中来对基板2进行液处理。在外槽10中储存自处理槽9溢出的处理液、自处理液供给部4供给过来的水溶液、自纯水供给部5供给过来的纯水并通过处理液循环部6对处理槽9供给处理液。
处理液供给部4将用于供给处理液的水溶液供给源12经由流量调整器13连接于处理液储存部3的外槽10。利用控制部8对流量调整器13进行开闭控制和流量控制。
纯水供给部5将用于供给纯水的纯水供给源14经由流量调整器15连接于处理液储存部3的外槽10。利用控制部8对流量调整器15进行开闭控制和流量控制。
处理液循环部6在处理液储存部3的外槽10的底部与处理槽9的底部之间形成循环流路16。在循环流路16上依次设置有泵17、加热器18、以及过滤器19。另外,在循环流路16上设有用于测量处理液的浓度的浓度传感器20和用于测量处理液的温度的温度传感器21。此外,温度传感器21并不限于设置在循环流路16上,也可以设置在处理液储存部3的处理槽9内。利用控制部8对泵17、加热器18进行驱动控制。特别是,利用控制部8对加热器18的功率(加热温度)进行可变控制。另外,浓度传感器20、温度传感器21与控制部8相连接,并将测量到的浓度、温度通知给控制部8。控制部8还与用于在处理液储存部3的处理槽9的开口附近测量气压的气压传感器22相连接,并将测量到气压通知给控制部8。
处理液循环部6通过驱动泵17来强制地使处理液自外槽10到处理槽9地循环。此时,通过驱动加热器18来加热处理液。因此,在此,加热器18作为用于加热处理液的处理液加热部发挥功能。
处理液排出部7将排放管线23经由开闭阀24连接于处理液储存部3的处理槽9的底部。利用控制部8对开闭阀24进行开闭控制。
在所述基板液处理装置1中,利用处理液供给部4向处理液储存部3供给处理液,利用处理液循环部6使处理液循环和利用处理液加热部(加热器18)加热处理液来调整处理液,以使处理液为规定浓度和规定温度,利用处理液储存部3来储存已调整了的处理液。此时,在基板液处理装置1中,利用纯水供给部5向处理液储存部3供给与因加热而蒸发的水的量相对应的量的纯水。另外,在基板液处理装置1中,利用处理液排出部7将处理液储存部3的处理液的一部分(或全部)排出并利用处理液供给部4供给新的水溶液,由此将储存于处理液储存部3的处理液更换。
利用控制部8来控制基板液处理装置1的这些动作。控制部8例如是计算机,包括计算机可读取的存储介质25。在存储介质25中存储有用于控制在基板液处理装置1中执行的各种处理的程序。控制部8将存储介质25中存储的程序读出并执行,由此控制基板液处理装置1的动作。此外,程序可以是存储于计算机可读取的存储介质25的程序,也可以是从其它存储介质安装到控制部8的存储介质25的程序。作为计算机可读取的存储介质25,例如有硬盘(HD)、软盘(FD)、光盘(CD)、磁光盘(MO)、存储卡等。
此外,也可以是,如图4所示,在基板液处理装置1中,容纳用于向处理槽9的内部喷出处理液的、能够移动的一对喷嘴26、26,通过使各喷嘴26移动来对储存于处理槽9的处理液进行搅拌混合。在此,将各喷嘴26安装于臂27的下端,将接头28转动自如地安装于臂27的上端。臂27与用于使臂27摆动的机构相连接。循环流路16的端部分支并连接于接头28。将处理液自循环流路16经由接头28和臂27供给至喷嘴26。
另外,也可以是,在基板液处理装置1中,将安装有加热器29的盖30开闭自如地设于处理槽9的开口部,能够通过将盖30闭合并将加热器29浸渍于处理液中而对储存于处理槽9的处理液进行加热(保温)。在此,将一对盖30、30转动自如地安装于处理槽9的开口端缘部,并将加热器29安装于各盖30的背面。利用一对盖30、30将处理槽9的开口部密闭。另外,在将盖30闭合的状态下,加热器29浸渍于处理液中。
如以上说明那样构成了基板液处理装置1。并且,在利用基板液处理装置1对基板2进行液处理的情况下,根据在存储介质25中存储的基板液处理程序并利用控制部8来对基板液处理装置1进行控制。尤其是,在所述基板液处理装置1中,在要将储存于处理液储存部3的处理液调整为规定浓度和规定温度时,利用控制部8进行以下说明那样的控制(参照图2和图3。)。
首先,控制部8进行根据处理液的浓度和温度来进行对处理液加热部(加热器18)的功率进行控制的浓度温度控制。
在该浓度温度控制中,首先,控制部8驱动泵17而使处理液在处理液循环部6循环,并驱动加热器18来加热处理液(S1)。此时,控制部8以规定功率(例如,加热器18的最大功率)驱动加热器18。
由此,处理液被加热器18加热,从而随着时间的经过而其温度上升,并且,由于在处理液中含有的水分蒸发,因此处理液的浓度也上升。此外,由于处理液的浓度随着时间的经过而上升,因此图3的横轴的浓度与时间的经过相对应。
之后,控制部8利用浓度传感器20来测量处理液的浓度(S2),并利用温度传感器21来测量处理液的温度(S3)。
之后,控制部8计算与由浓度传感器20测量出的浓度相对应的处理液的沸点(S4)。在计算该沸点时,能够预先以数据的形式保存所使用的处理液的浓度与沸点之间的对应关系,并根据该数据来求出沸点。此外,也可以是,预先制作从浓度求出沸点的函数。
在计算处理液的沸点时,考虑到沸点不仅受浓度的影响,还受到气压的影响,也可以进行与基板液处理装置1的实际的设置场所的气压变动要素(例如高度、平均气压等)相对应的校正。例如,也可以是,以数据的形式保存与基板液处理装置1的实际的设置场所的高度相对应的校正系数,通过将由浓度求出的沸点乘以校正系数来求出在控制中使用的沸点。另外,在要更准确地进行校正的情况下,也可以是,设置气压传感器22,根据由该气压传感器22测量出的气压来实时校正沸点。
之后,控制部8对由温度传感器21测量出的处理液的温度(测量温度)和计算出的沸点(算出沸点)进行比较(S5)。此外,也可以是,基于温度传感器21的检测只要在与算出沸点比较之前进行即可,而在基于浓度传感器20的浓度检测的同时不进行温度检测。
并且,在测量温度远低于算出沸点的情况下(测量温度与算出沸点之差为规定温度差以上的情况下),在将加热器18保持为规定功率的状态下,重复进行所述S2~S5的控制。
另一方面,在测量温度接近算出沸点的情况下(测量温度与算出沸点之差小于规定温度差的情况下),若仍以加热器18的功率(最大功率)加热处理液,则处理液的温度会快速接近沸点而使处理液急剧地沸腾(强沸腾),从而使处理液自处理槽9冒出而将周围污损。
因此,对测量温度和算出沸点进行比较,在测量温度接近算出沸点的情况下(测量温度与算出沸点之差小于规定温度差的情况下),进行将处理液加热部(加热器18)的功率降低到规定功率并保持恒定的控制(恒定控制)。
在该恒定控制中,控制部8使加热器18的功率降低而使加热器18的功率成为规定功率(例如,最大功率的40%)(S6)。
这样,通过在测量温度接近算出沸点时使加热器18的功率降低,能够防止处理液的强沸腾,从而能够防止处理液的冒出所导致的污损。
之后,控制部8将加热器18的功率保持为恒定,直至经过恒定时间为止(S7)。此外,在此,将加热器18的功率保持为恒定,直至经过恒定时间为止,但也可以是,利用浓度传感器20、温度传感器21来测量处理液的浓度、温度,将加热器18的功率保持为恒定,直至到达规定的浓度、温度。
在经过恒定时间之后,控制部8进行仅根据处理液的温度来控制处理液加热部(加热器18)的功率的温度控制。
在该温度控制中,控制部8利用温度传感器21测量处理液的温度(S8)。
之后,控制部8对由温度传感器21测量出的温度(测量温度)和预先设定的规定温度进行比较(S9)。
然后,在处理液的温度没有达到规定温度的情况下,根据测量温度来使加热器18的功率变化(S10)。
由此,在基板液处理装置1中,能够将处理液的温度加热至规定温度,此时,处理液的浓度成为规定浓度,能够将处理液调整至规定浓度和规定温度。
如以上说明那样,在所述基板液处理装置1中,使用控制部8,利用浓度传感器20来测量处理液的浓度并利用温度传感器21来测量处理液的温度,并求出与测量出的处理液的浓度相对应的沸点,根据该沸点和测量出的处理液的温度来对处理液加热部(加热器18)的功率进行控制(浓度温度控制)。
因此,在所述基板液处理装置1中,能够防止处理液成为强沸腾状态并在短时间内将处理液加热至规定温度,从而能够提高基板液处理装置1的生产率。
此外,在本发明中,只要利用加热了的处理液对基板进行液处理即可,既可以是将多张基板同时浸渍于被储存在处理液储存部内的处理液中的批处理型的基板液处理装置,另外,也可以是利用自处理液储存部供给过来的处理液来对基板一张张地进行液处理的单片处理型的基板液处理装置。
在所述基板液处理装置1中,对测量温度和算出沸点进行比较,在测量温度接近算出沸点的情况下(测量温度与算出沸点之差小于规定温度差的情况下),进行将处理液加热部(加热器18)的功率降低到规定功率并使其保持恒定的控制(恒定控制),但并不限于此,也可以是,在测量温度接近算出沸点的情况下(测量温度与算出沸点之差小于规定温度差的情况下),在维持处理液的测量温度接近算出沸点的状态下,使处理液加热部(加热器18)的功率变化而使处理液达到规定温度和处理浓度。
附图标记说明
1、基板液处理装置;2、基板;3、处理液储存部;8、控制部;18、加热器(处理液加热部)。
Claims (6)
1.一种基板液处理装置,其用于利用处理液来对基板进行液处理,其特征在于,
该基板液处理装置包括:
处理液储存部,其用于储存所述处理液;
处理液加热部,其用于对所述处理液进行加热;
控制部,其用于控制所述处理液加热部;以及
温度传感器和浓度传感器,其与所述控制部相连接,
所述控制部利用所述浓度传感器来测量所述处理液的浓度并利用所述温度传感器来测量所述处理液的温度,并求出与测量出的所述处理液的浓度相对应的沸点,根据该沸点和测量出的所述处理液的温度来对所述处理液加热部的功率进行控制,
所述控制部在求出与所述处理液的浓度相对应的沸点时根据气压进行校正,
其中,根据该沸点和测量出的所述处理液的温度来对所述处理液加热部的功率进行控制,包括:在测量出的温度与求出的沸点之差大于规定温度差的情况下,以所述处理液加热部的最大功率加热所述处理液。
2.根据权利要求1所述的基板液处理装置,其特征在于,
所述控制部根据所述处理液的浓度和温度来对所述处理液加热部进行控制,之后,利用所述温度传感器对所述处理液的温度进行测量,并仅根据该温度来对所述处理液加热部的功率进行控制。
3.根据权利要求2所述的基板液处理装置,其特征在于,
所述控制部在根据所述处理液的浓度和温度来对所述处理液加热部进行的控制与仅根据所述处理液的温度来对所述处理液加热部进行的控制之间,以将所述处理液加热部的功率保持为恒定的方式进行控制。
4.一种基板液处理方法,在该基板液处理方法中,利用处理液加热部对储存于处理液储存部的处理液进行加热而对基板进行处理,其特征在于,
对所述处理液的浓度和温度进行测量,求出与测量出的所述处理液的浓度相对应的沸点,并根据该沸点和测量出的所述处理液的温度来对所述处理液加热部的功率进行控制,
在求出与所述处理液的浓度相对应的沸点时,根据气压进行校正,
其中,根据该沸点和测量出的所述处理液的温度来对所述处理液加热部的功率进行控制,包括:在测量出的温度与求出的沸点之差大于规定温度差的情况下,以所述处理液加热部的最大功率加热所述处理液。
5.根据权利要求4所述的基板液处理方法,其特征在于,
根据所述处理液的浓度和温度来对所述处理液加热部进行控制,之后,对所述处理液的温度进行测量,仅根据该温度来对所述处理液加热部的功率进行控制。
6.根据权利要求5所述的基板液处理方法,其特征在于,
在根据所述处理液的浓度和温度来对所述处理液加热部进行的控制与仅根据所述处理液的温度来对所述处理液加热部进行控制之间,以将所述处理液加热部的功率保持为恒定的方式进行控制。
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