CN108206149A - 基板处理装置和基板处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供抑制基板处理装置大型化，并且降低处理液中的去除对象气体的溶解浓度的技术。基板处理装置(100)具备多个基板处理部(20)和处理液系统(30)。基板处理部具备保持基板(W)的基板保持部(21)和向基板保持部保持的基板喷出处理液的喷出喷嘴(23)。处理液系统具备在内部贮存处理液的贮存槽(31)、与贮存槽连接并形成有使向喷出喷嘴供给的处理液通过的供给通路的供给配管部(320)、与贮存槽连接并形成有使通过了供给配管部的处理液返回贮存槽的返回通路(322P)的返回配管部(322)、向返回配管部的返回通路内供给与溶解于处理液中的氧气不同的氮气的气体供给部(60)。

Description

基板处理装置和基板处理方法
技术领域
本发明涉及用处理液处理基板的技术，特别地，涉及降低处理液中的去除对象气体的溶解浓度的技术。
背景技术
在以往的半导体基板(以下，简称为“基板”)的制造工序中，向基板供给处理液来实施各种处理。例如，向基板上供给清洗液，进行冲洗附着于基板的表面的异物的清洗处理。在将氢氟酸作为清洗液的情况下，通过去除基板表面的氧化膜，去除附着于氧化膜的异物。
在基板的液处理中，为了防止基板表面氧化，要求降低向基板供给的处理液的氧气溶解浓度。作为降低处理液的氧气溶解浓度的方法，例如，已知有气泡法。
专利文献1的脱氧装置，在使水槽中的被处理水循环的循环配管上的循环泵设置气体吸入部，向气体吸入部供给氮气。由此，向水槽中的被处理水供给氮气气泡，从而降低被处理水中的氧气的溶解浓度。
专利文献1：日本特开2005-007309号公报
但是，在专利文献1的脱氧装置的情况下，从循环配管的出口向被处理水中放出的氮气气泡，立即上升到液面并向空中放出。因此，实际上，仅在被处理水通过循环配管的期间，氮气的气泡与被处理水接触。因此，由于在要延长接触液体时间的情况下，有必要延长循环配管，因此导致脱氧装置大型化。因此，在对进行基板处理的基板处理装置应用专利文献的脱氧装置的情况下，若要延长接触液体时间，则会存在基板处理装置大型化的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供抑制基板处理装置大型化，并且降低处理液中的去除对象气体的溶解浓度的技术。
为了解决上述的问题，第一方式基板处理装置，用于向基板供给处理液来对所述基板进行处理，其具备：基板保持部，保持基板；喷出喷嘴，向所述基板保持部保持的所述基板喷出所述处理液；贮存槽，在内部贮存所述处理液；供给配管部，与所述贮存槽连接，形成使向所述喷出喷嘴供给的所述处理液通过的供给通路；返回配管部，与所述贮存槽连接，形成使通过了所述供给配管部的所述处理液返回所述贮存槽的返回通路；以及气体供给部，向所述返回配管部的所述返回通路内供给与在所述处理液中溶解的去除对象气体不同的添加气体。
第二方式是第一方式的基板处理装置，其中，通过使所述返回配管部与所述供给配管部连结，所述供给配管部和所述返回配管部形成使从所述贮存槽流出的所述处理液返回所述贮存槽的循环配管。
第三方式是第一方式或第二方式的基板处理装置，其中，所述气体供给部形成有喷出所述添加气体的喷出口，该喷出口位于所述返回配管部的所述返回通路，在所述返回通路内，所述喷出口向与朝向所述贮存槽的方向相反的一侧开口。
第四方式是第一方式至第三方式中的任一个基板处理装置，其中，在所述贮存槽内，所述供给配管部的吸引口配置于比所述返回配管部的放出口更低的位置。
第五方式是第一方式至第四方式中的任一个基板处理装置，其中，在所述贮存槽内，所述返回配管部的放出口向与铅垂方向交叉的方向开口。
第六方式是第一方式至第五方式中的任一个基板处理装置，其中，还具备间隔构件，所述间隔构件在所述贮存槽内配置于所述供给配管部的吸引口和所述返回配管部的放出口之间，所述间隔构件的上端配置于比所述吸引口和所述放出口中的至少一方更高的位置。
第七方式是第一方式至第六方式中的任一个基板处理装置，其中，还具备管道混合器，所述管道混合器配置于所述返回配管部上的从连接有所述气体供给部的部分到所述贮存槽之间的位置，搅拌所述返回通路内的所述处理液。
第八方式是第一方式至第七方式中的任一个基板处理装置，其中，还具备贮存槽用气体供给部，向所述贮存槽内的所述处理液中供给所述添加气体，所述贮存槽用气体供给部具备气体喷出部，所述气体喷出部与所述贮存槽连接，向贮存于所述贮存槽的所述处理液中喷出所述添加气体。
第九方式是第一方式至第八方式中的任一个基板处理装置，其中，所述去除对象气体是氧气，并且，所述添加气体是对于所述基板非活性的气体。
第十方式是第一方式至第九方式中的任一个基板处理装置，其中，在上述供给配管部安装有输送所述处理液的泵、调整所述处理液的温度的温度调整机构、过滤所述处理液的过滤器和测量所述处理液的流量的流量计中的至少一个。
第十一方式是第一方式至第十方式中的任一个基板处理装置，其中，还具备流量控制部，控制通过所述返回配管部的所述处理液的单位时间的流量。
第十二方式是第一方式至第十一方式中的任一个基板处理装置，其中，还具备气体供给量控制部，控制所述气体供给部供给的所述添加气体的单位时间的供给量。
第十三方式是基板处理方法，用于使用基板处理装置对基板进行处理，其包括：(a)工序，向与喷出喷嘴连接的供给配管部吸引贮存于贮存槽的处理液，所述喷出喷嘴向所述基板喷出所述处理液；(b)工序，使流经所述供给配管部后的所述处理液，经返回配管部返回所述贮存槽；以及(c)工序，向流经所述返回配管部的所述处理液中供给与在所述处理液中溶解的去除对象气体不同的添加气体。
根据第一方式至第十三方式的基板处理装置，通过向经过现有的返回配管部返回贮存槽的处理液供给添加气体，能够降低贮存于处理槽的处理液中的去除对象气体的溶解浓度。此外，通过利用返回配管部的长度，能够延长接触液体时间。因此，能够抑制基板处理装置大型化，并且有效地降低去除对象气体的溶解浓度。此外，由于向返回配管部供给添加气体，因此能够减少添加气体的气泡混入供给配管部。
根据第二方式的基板处理装置，由于能够向循环的处理液中供给添加气体，因此能够有效地降低处理液中的与添加气体不同的气体成分的溶解浓度。
根据第三方式的基板处理装置，由于能够向与处理液的流动方向相反的一侧的方向喷出添加气体，因此能够在处理液中有效地扩散添加气体，并且延长接触液体时间。
根据第四方式的基板处理装置，从返回配管部的放出口向处理槽内流入的处理液中的添加气体的气泡，借助浮力上升。因此，通过将供给配管部的吸引口配置于比返回配管部的放出口更低的位置，从而能够抑制向处理槽内流入的添加气体的气泡混入供给配管部。
根据第五方式的基板处理装置，由于返回配管部的放出口的朝向成为与铅垂方向向下不同的方向，因此容易控制添加气体的气泡的移动方向。由此，容易控制气泡混入供给配管部。此外，由于通过将返回配管部的放出口的朝向设为与铅垂方向向上不同的方向，能够抑制气泡借助浮力立即上升，因此能够延长气泡的接触液体时间。
根据第六方式的基板处理装置，通过设置间隔构件，能够抑制含有从返回配管部的放出口流入处理槽内的添加气体的气泡，侵入供给配管部的吸引口。
根据第七方式的基板处理装置，通过用管道混合器搅拌处理液，能够有效地降低去除对象气体的溶解浓度。
根据第八方式的基板处理装置，通过向贮存槽的处理液直接供给添加气体，能够高效地降低去除对象气体的溶解浓度。
根据第九方式的基板处理装置，通过向处理液中供给非活性气体，能够降低溶解于处理液中的氧气的浓度。
根据第十方式的基板处理装置，在处理液中存在添加气体的气泡的情况下，存在循环泵的输送性能、温度调整机构的温度调整功能、过滤器的过滤性能或流量计的流量测量精度降低的担忧。由于通过向返回配管部供给非活性气体，能够抑制气泡进入供给配管部，因此通过将其设置于供给配管部使其良好地发挥功能。
根据第十一方式的基板处理装置，通过降低返回配管部中的处理液的流量，能够延长添加气体对处理液的接触液体时间。由此，能够有效地降低处理液中的去除对象气体的溶解浓度。
根据第十二方式的基板处理装置，通过增大添加气体的单位时间的供给量，能够促进添加气体溶入处理液中。因此，能够有效地降低处理液中的去除对象气体的溶解浓度。
根据第十三方式的基板处理方法，通过向经过现有的返回配管部返回贮存槽的处理液供给添加气体，能够降低贮存于处理槽的处理液中的去除对象气体的溶解浓度。此外，通过利用返回配管部的长度，能够延长接触液体时间。因此，能够抑制基板处理装置大型化，并且有效地降低去除对象气体的溶解浓度。此外，由于向返回配管部供给添加气体，因此还能够降低添加气体的气泡进入供给配管部。
附图说明
图1是示意性表示第一实施方式的基板处理装置100的俯视图。
图2是示意性表示第一实施方式的基板处理部20的图。
图3是示意性表示第一实施方式的处理液系统30的图。
图4是示意性表示第一实施方式的处理液系统30的循环配管32的侧视图。
图5是示意性表示第一实施方式的气体供给部60的侧视图。
图6是示意性表示第二实施方式的贮存槽31的侧视图。
图7是示意性表示第三实施方式的贮存槽31的侧视图。
图8是示意性表示第三实施方式的贮存槽31的俯视图。
图9是示意性表示第四实施方式的贮存槽31的侧视图。
其中，附图标记说明如下：
100：基板处理装置
20：基板处理部
21：基板保持部
22：旋转部
23：喷出喷嘴
30：处理液系统
31：贮存槽
32：循环配管
320：供给配管部
3202：吸引口
322：返回配管部
322P：返回通路
323：分支部
324：间隔构件
33：循环泵
60：气体供给部
60a：贮存槽用气体供给部
61、61a：气体供给源
62、62a：气体喷出部
620、620a：喷出口
63：管道混合器
361：流量计
B1、B2：气泡
W：基板
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的实施方式。另外，在该实施方式中记载的结构要素只是用于例示的，而不是用于将本发明的范围仅限定于该范围的。在附图中，为了便于理解，根据需要夸张或简化各部的尺寸和数量进行图示。
＜1.第一实施方式＞
＜基板处理装置100＞
图1是示意性表示第一实施方式的基板处理装置100的俯视图。基板处理装置100是对半导体晶片等的多张基板W进行处理的系统。基板W的表面形状是大致圆形。基板处理装置100具备多个基板处理部20。基板处理装置100在各个基板处理部20一张一张地连续地处理基板W，并且通过多个基板处理部20对多个基板W并行地进行处理。
基板处理装置100具备：并排设置的多个区(具体来说，索引区110和处理区120)；以及控制部130，其控制该多个区110、120所具备的各动作机构等。在以下的说明中，在基板处理装置100中，标注以铅垂方向向上为+Z方向，以从索引区110朝向处理区120的方向为+Y方向的右手坐标系的XYZ坐标系。
索引区110是用于将从装置外接收的未处理的基板W交到处理区120，并且将从处理区120接收的已处理的基板W向装置外搬出的区。索引区110具备：容纳架载物台111，其载置多个容纳架C；以及基板搬运装置(移载机械手)IR，其向各容纳架C搬入基板W和从各容纳架C搬出基板W。
通过OHT(Overhead Hoist Transfer：高空提升运输)等从装置外部搬入容纳了多个未处理的基板W的容纳架C并载置于容纳架载物台111。从容纳架C一张一张地取出未处理的基板W并在装置内进行处理，完成了在装置内的处理的已处理的基板W，被重新容纳于容纳架C。容纳了已处理的基板W的容纳架C，通过OHT等向装置外部搬出。这样，容纳架载物台111作为发挥收集未处理的基板W和已处理的基板W的基板收集部发挥作用。另外，作为容纳架C的实施方式，可以是将基板W容纳于密闭空间的FOUP(Front Opening Unified Pod：前开式晶圆传送盒)，也可以是SMIF(Standard Mechanical Inter Face：标准机械界面)容器、使容纳的基板W暴露于外部空气的OC(Open Cassette：开放盒)。
移载机械手IR具备：通过从下方支撑基板W，将基板W保持为水平姿势(基板W的主面是水平的姿势)的手部；以及移动手部的臂等。移载机械手IR从载置于容纳架载物台111的容纳架C取出未处理的基板W，并在基板交接位置P将该取出的基板W交到搬运机械手CR(后述)。此外，移载机械手IR在基板交接位置P从搬运机械手CR接收已处理的基板W，并将该接收的基板W容纳于在容纳架载物台111上载置的容纳架C。
＜处理区120＞
处理区120是用于对基板W进行处理的区。处理区120具备：多个基板处理部20；以及搬运机械手CR，其向该多个基板处理部20搬入基板W和从该多个基板处理部20搬出基板W。此处，三个基板处理部20沿铅垂方向层叠，构成一个处理塔。而且，多个(在图示的例子中为四个)的处理塔121a～121d被设置成包围搬运机械手CR的聚集(cluster)状(簇状)。因此，多个基板处理部20分别配置于搬运机械手CR的周围。处理塔121a、121b配置于靠近索引区110的一侧，处理塔121c、121d配置于远离索引区110的一侧。
搬运机械手CR是一边单臂支持基板W一边搬运基板W的机械手。搬运机械手CR从指定的基板处理部20取出已处理的基板W，并在基板交接位置P将该取出的基板W交到移载机械手IR。此外，搬运机械手CR在基板交接位置P从移载机械手IR接收未处理的基板W，并将该接收的基板W搬运到指定的基板处理部20。控制部130控制搬运机械手CR的各驱动机构的动作。
＜控制部130＞
控制部130分别控制移载机械手IR、搬运机械手CR和一组基板处理部20的动作。作为控制部130的硬件，可以采用与一般的计算机相同的结构。即，控制部130例如构成为将进行各种运算处理的CPU11、作为存储基本程序的读取专用的存储器的ROM12、存储各种信息的可读写的存储器的RAM13、以及存储程序PG与数据等的存储部14连接至总线19。存储部14存储有规定基板W的处理内容与处理顺序的方案(recipe)，以及关于各基板处理部20的结构的装置信息等。存储部14还存储有关于容纳于容纳架C的各基板W的搬运调度(schedule)和处理调度，该搬运调度规定了向进行处理的各基板处理装置搬运的搬运顺序，该处理调度规定了各基板处理装置中的处理顺序。
总线19还电连接有显示部141和输入部142。显示部141例如使用液晶显示器等，显示处理结果、方案和装置信息的内容等各种信息。输入部142例如使用键盘、鼠标等输入指令、参数等。装置的操作者能够确认显示于显示部141的内容并且从输入部142对指令、参数、方案和装置信息等进行输入和变更。另外，也可以将显示部141和输入部142一体化作为触摸面板。
通过作为主控制部的CPU11根据程序PG所描述的顺序进行运算处理，控制部130能够实现控制基板处理装置100的各部的各种功能部。但是，控制部130中实现的一部分或全部的功能部，也可以通过专用的逻辑电路等硬件来实现。
图2是示意性表示第一实施方式的基板处理部20的图。基板处理部20是通过旋转基板W，并且向基板W的表面供给规定的处理液，对基板W的表面进行处理的装置。向基板W供给的处理液例如是酸、碱、有机溶剂或它们的混合物、稀释物等，具体来说，例示SC1、SC2、氢氟酸(DHF)、盐酸、氨、异丙醇等。此外，处理液也可以是纯水(DIW)等冲洗液。但是，处理液并不局限于此。
基板处理部20具备基板保持部21、旋转部22、喷出喷嘴23、遮挡板24、杯部25和壳体26。
基板保持部21是将基板W保持为大致水平姿势(“水平姿势”是指基板W相对水平面平行的状态)的保持台。基板保持部21例如在该表面的中央形成有开口部，通过真空泵等从该开口部吸引环境气体，从而将基板W吸附保持。
旋转部22使基板保持部21以通过其中心的铅垂方向的旋转轴Q1为中心旋转。旋转部22具备旋转轴部221和旋转驱动部222。旋转轴部221与基板保持部21的下部连结，其轴线与旋转轴Q1一致。旋转轴部221与旋转驱动部222连接。旋转驱动部222使旋转轴部221以旋转轴Q1为中心旋转驱动。因此，基板保持部21与旋转轴部221一起以旋转轴Q1为中心旋转。
遮挡板24被设置为用于覆盖保持于基板保持部21的基板W的上方。遮挡板24被配置为与未图示的升降驱动部连接，并能够沿铅垂方向升降驱动。喷出喷嘴23设置于遮挡板24的中央部，向保持于基板保持部21的基板W的表面(上表面)侧中央部喷出处理液。另外，喷出喷嘴23向基板W的中央喷出处理液不是必须的。例如，也可以将喷出喷嘴23配置成向基板W的周缘部附近喷出。此外，也可以设置向基板W的背面(下表面)侧喷出处理液的喷嘴。
杯部25被设置为在基板W的处理中，用于接住从旋转的基板W飞散的处理液，并向外部排出。杯部25与未图示的升降驱动部连接，通过该升降驱动部能够升降移动。具体来说，杯部25的上端上升到比基板保持部21的上表面位于上侧的位置。由此，通过杯部25，能够围绕保持于基板保持部21的基板W。此外，杯部25的上端下降到比基板保持部21的上表面更位于下侧。由此，搬运机械手CR能够向基板保持部21的上表面搬入基板W，或者从基板保持部21的上表面搬出基板W。
图3是示意性表示第一实施方式的处理液系统30的图。图3所示的处理液系统30是两个处理塔121c、121d共用的系统，向设置在各处理塔121c、121d的多个(此处是六个)基板处理部20供给处理液。在处理塔121c、121d之间配置回收单元38。在各个处理塔121c、121d的上部配置有三个基板处理部20。
在本例中，两个处理塔121c、121d共用一个处理液系统30，两个处理塔121a、121b共用另一个未图示的处理液系统30。但是，共用处理液系统30的处理塔的组合，可从处理塔121a～121d中任意选择来进行设定。此外，也可以是处理塔121a～121d分别使用一个处理液系统，或者，也可以四个处理塔121a～121d共用一个处理液系统。
处理液系统30具备贮存槽31、循环配管32和循环泵33。贮存槽31在内部形成有用于贮存的大致长方体状的空间。循环泵33设置于循环配管32的中途。处理液系统30构成为，处理液从贮存槽31经由循环配管32返回贮存槽31的循环系统。
更详细地，循环配管32包括供给配管部320和返回配管部322。供给配管部320的一端与贮存槽31连接，形成使向喷出喷嘴23供给的处理液流经的供给通路。返回配管部322的一端与供给配管部320连接，另一端与贮存槽31连接。返回配管部322形成使处理液流经供给配管部320后返回贮存槽31的返回通路。
循环泵33设置于供给配管部320。此外，在供给配管部320中的循环泵33的下游侧，依次设置有加热器34和过滤器35。循环泵33从上游侧吸引处理液，向铅垂方向的上侧送出该处理液。加热器34配置于比循环泵33更靠铅垂方向的上侧的位置，加热处理液。加热器34是温度调整机构的一例。过滤器35是过滤处理液的装置，去除处理液中的微小的异物(颗粒)。
在供给配管部320的过滤器35的下游侧安装有阀36。在使处理液停止循环时利用阀36。供给配管部320从阀36的下游侧沿着处理塔121c铅垂方向向上地延伸。而且，在与处理塔121c的各基板处理部20对应的各高度位置供给配管部320具有分支部323。分支部323各个顶端经由阀37与各个基板处理部20的喷出喷嘴23连接(参照图3)。阀37是用于控制从喷出喷嘴23喷出的处理液。
在供给配管部320的阀36与最上游的分支部323之间，设置有流量计361。流量计361用于测量通过供给配管部320的内部的处理液的流量。
供给配管部320具有从处理塔121c朝向处理塔121d的上侧过渡部3201。而且，供给配管部320在处理塔121d沿三个基板处理部20向下侧延伸，并且在与各基板处理部20对应的各高度位置具有分支部323。各个分支部323的顶端，经由阀37与各个基板处理部20的喷出喷嘴23连接。而且，供给配管部320在位于最下游的分支部323，与返回配管部322连结。
返回配管部322从最下游的分支部323向下方延伸，从处理塔121d的下部经由回收单元38，向处理塔121c的下部延伸。从该处理塔121d向处理塔121c延伸的部分，是返回配管部322中的下侧过渡部3221。在该下侧过渡部3221安装有保险阀39。返回配管部322的下侧过渡部3221的下游侧，在处理塔121c与贮存槽31连接。
处理液从贮存槽31经由供给配管部320的循环泵33、加热器34、过滤器35在处理塔121c内朝向上方。然后，经由上侧过渡部3201向处理塔121d移动，并在该处理塔121d内朝向下方，向返回配管部322移动。然后，经由返回配管部322的下侧过渡部3221，返回贮存槽31。处理塔121c、121d的各个基板处理部20与循环配管32的供给配管部320连接，由此，向各个基板处理部20供给由加热器34调整了温度的处理液。由此，在各个基板处理部20，使用所需温度的处理液对基板W进行处理。
在上侧过渡部3201和下侧过渡部3221之间设置有至少让作业者的身体的一部分进入程度的空间。作业者穿过该空间，能够接触各个搬运机械手CR和基板处理部20等维护对象物。即，如图1所示，从基板处理装置100的后方(与索引区110相反的一侧)，作业者将臂和上半身伸入上侧过渡部3201和下侧过渡部3221之间进行维护作业。
另一方面，在处理塔121a和处理塔121b之间存在的上侧过渡部3201和下侧过渡部3221之间，设置有空间。在上侧过渡部3201和下侧过渡部3221之间搬运基板W。这样，在两个处理液系统30，有效地利用上侧过渡部3201和下侧过渡部3221之间的空间。
上侧过渡部3201和下侧过渡部3221分开存在于处理塔121c、121d的上部和下部。因此，与将上侧过渡部3201和下侧过渡部3221的双方集中设置于处理塔121c、121d的上部或下部的情况相比，能够缩短循环配管32的整体长度。因此，将上侧过渡部3201和下侧过渡部3221分开设置的结构，优选用于处理塔121c、121d的高度方向(铅垂方向)的幅度大的情况，特别优选用于处理塔121c、121d中多个基板处理部20沿上下层叠排列的情况。
在贮存槽31的下方配置有排废箱40。但是，将排废箱40配置于贮存槽31的正下方不是必须的。废弃处理液时，通过打开贮存槽31和排废箱40之间的阀41，处理液利用重力从贮存槽31转移到排废箱40。在排废箱40根据需要设置冷却装置，冷却高温的处理液。处理液冷却后从排废箱40排出。
在回收单元38配置有回收箱380。回收箱380经由回收配管381与各个基板处理部20连接。再利用使用后的处理液的情况下，利用重力经由回收配管381从各个基板处理部20向回收箱380回收处理液。回收箱380位于比贮存槽31更靠下方的位置。回收箱380和贮存槽31之间通过回收配管382连接。在回收配管382安装有回收泵383，通过回收泵383从回收箱380向贮存槽31输送处理液。
在处理液系统30中设置有：用于连接循环配管32和排废箱40的多个辅助配管51～53；以及用于连接循环配管32和回收箱380的多个辅助配管54～56。
具体来说，循环配管32的贮存槽31与循环泵33之间的配管部，通过辅助配管51与排废箱40连接。循环配管32中的过滤器35的加热器34侧的配管部，通过辅助配管52与排废箱40连接，过滤器35的阀36侧的配管部，通过辅助配管53与排废箱40连接。在各个辅助配管51～53安装有用于对管内进行开闭切换或开度调整的阀511～513。
此外，循环配管32的阀36与最上游的分支部323之间的配管部，经由辅助配管54与回收箱380连接。循环配管32中的最下游的分支部323与保险阀39之间的配管部，经由辅助配管55与回收箱380连接。循环配管32的保险阀39与贮存槽31之间的配管部，经由辅助配管56与回收箱380连接。在各个辅助配管54～56安装有用于对管内进行开闭切换或开度调整的阀514～516。
在贮存槽31连接有与外部空气相连的辅助配管57，在辅助配管57上安装有开放阀517。循环配管32的过滤器35与阀36之间的配管部，通过安装有开放阀518的辅助配管58，与贮存槽31连接。
＜气体供给部60＞
图4是示意性表示第一实施方式的处理液系统30的循环配管32的侧视图。图5是示意性表示第一实施方式的气体供给部60的侧视图。如图4和图5所示，在处理液系统30设置有气体供给部60。
气体供给部60是向流过处理液系统30的处理液中混入与去除对象气体不同的添加气体的装置。气体供给部60通过向处理液中供给添加气体，降低溶解于所述处理液中的去除对象气体的浓度(溶解浓度)。在以下的说明中，去除对象气体为氧气。此外，添加气体优选是非活性气体。非活性气体是指对于作为处理对象的基板W(包括形成于基板W的表面结构物)化学反应性低的非活性的气体。作为非活性气体，选择至少比去除对象气体(此处是氧气)化学反应性低的气体。
此处，作为非活性气体，采用氮气(N2)。但是，作为非活性气体，也可以采用氩气(Ar)、氦气(He)、氪气(Kr)、氙气(Xe)或它们的混合气体。
气体供给部60具备气体供给源61、气体喷出部62和管道混合器(インラインミキサ)63。
气体供给源61是供给作为添加气体的氮气的供给源。气体喷出部62经由安装有阀611的配管，与气体供给源61连接，喷出从气体供给源61供给的氮气。此处，气体喷出部62具有插入返回配管部322的返回通路内的喷嘴部分。该喷嘴部分的顶端部在返回配管部322的返回通路322P内形成有喷出氮气的喷出口620。喷出口620的开口面积与返回配管部322的截面相等或比返回配管部322的截面更小。通过气体喷出部62以高压向处理液中喷出氮气，能够向处理液中高效地混合或扩散氮气。
如图5所示，当气体喷出部62向流经返回配管部322并流向贮存槽31的处理液中喷出氮气时，在处理液中产生氮气的气泡B1。产生的气泡B1被从上游侧朝向贮存槽31的处理液推压，输送到贮存槽31。
此处，气体喷出部62与返回配管部322中的最下游的分支部323与下侧过渡部3221之间的配管部连接。但是，在返回配管部322中与气体喷出部62连接的部位，并不局限于该部位。气体喷出部62可以与返回配管部322(即，循环配管32中的从最下游的分支部323到贮存槽31之间的配管部)的任意的位置连接。
通过向循环配管32中的位于比最下游的分支部323更靠下游侧的位置供给氮气，能够抑制氮气的气泡B1经由各个分支部323进入基板处理部20侧的喷出喷嘴23。由此，在基板处理部20中，能够抑制用混入了气泡B1的处理液对基板W进行处理。
此外，在处理液系统30中，在供给配管部320上安装有循环泵33、加热器34、过滤器35和流量计361。假设，在气泡B1进入了供给配管部320的情况下，存在因处理液中的气泡B1而导致循环泵33的输送性能、由加热器34加热处理液的加热效率(温度调整功能)、过滤器35的过滤性能或流量计361的测量精度分别降低的担忧。因此，通过向返回配管部322供给氮气，能够抑制气泡B1进入供给配管部320，从而通过将它们设置于供给配管部320能够使它们良好地发挥功能。
此外，通过向返回配管部322中的从最下游的分支部323到下侧过渡部3221之间的位置供给氮气，能够延长氮气与循环的处理液接触的时间(接触液体时间)。
如图5所示，气体喷出部62的喷出口620在返回配管部322的返回通路322P内，向与朝向贮存槽31的方向(方向D1)相反的一侧开口。因此，喷出口620向与处理液朝向贮存槽31的方向D1(此处是铅垂方向向下)相反的方向D2(铅垂方向向上)喷出氮气。
这样，通过使喷出口620向与朝向贮存槽31的方向D1相反的方向喷出氮气，从而能够与处理液的流动反向地混入氮气。由此，能够延长氮气与处理液的接触液体时间。此外，通过反向地喷出氮气，能够使氮气在处理液中适当地扩散，由此，氮气容易溶入处理液中。因此，能够高效地降低处理液中的氧气的溶解浓度。
另外，喷出口620的朝向并不局限于方向D2。喷出口620的朝向例如可以是方向D1，或者也可以是方向D1、D2以外的方向。
管道混合器63搅拌流经其中的液体并促进液体内的化学类的化学反应。作为具体的结构，例如可以利用日本特开2008-004819号公报中记载的管道混合器。
管道混合器63设置于比供给配管部320的连接有气体喷出部62的部分更靠下游侧的位置，此处，配置于比供给配管部320的下侧过渡部3221更靠下游侧的位置。由于管道混合器63能够搅拌混入了氮气的处理液，因此能够有效地降低处理液中的氧气的溶解浓度。
如图4所示，在贮存槽31的内侧连接有返回配管部322的端部。返回配管部322的端部形成有向贮存槽31的内部放出流经返回配管部322的处理液的放出口3222。此处，放出口3222配置于在贮存槽31贮存的处理液中。气体供给部60向处理液中供给的氮气中的一部分，在处理液中成为气泡B1，流过返回配管部322后从放出口3222向贮存槽31内的处理液中放出。
向贮存槽31内的处理液中放出的氮气的气泡B1，借助浮力上升移动到液面。然后，气泡B1在液面破裂，向上方空间放出内部的氮气。向空间中放出的氮气，通过辅助配管57适当地向外部放出。
如图4所示，在贮存槽31的内侧连接有供给配管部320的端部。供给配管部320的端部形成有吸引贮存槽31内的处理液的吸引口3202。吸引口3202配置于贮存槽31的底面。
在本例中，在贮存槽31内供给配管部320的吸引口3202配置于比返回配管部322的放出口3222更低的位置。更详细地，吸引口3202的上端的高度位置(H1)比放出口3222的下端的高度位置(H2)更低。从放出口3222放出的氮气的气泡B1，借助浮力上升移动。因此，通过将吸引口3202设在比放出口3222更低的位置，能够抑制吸引口3202吸引气泡B1，而且，能够抑制气泡B1混入供给配管部320。
在图4所示的例子中，放出口3222向与铅垂方向交叉的方向开口，此处，向水平方向(+X方向)开口。因此，向水平方向放出氮气的气泡B1，然后，向水平方向和铅垂方向向上的合成方向移动。
假设，在将放出口3222的朝向设为铅垂方向向下的情况下，难以控制放出不久的气泡B1向水平方向的哪个方向移动。因此，通过将放出口3222的朝向设为与铅垂方向向下不同的方向，能够控制气泡B1的移动方向中的水平方向成分。由此，容易抑制气泡B1混入吸引口3202。
此外，在将放出口3222的朝向设为铅垂方向向上的情况下，放出不久的气泡B1借助浮力向大致正上方移动，并立即从处理液的液面脱离。即，在贮存槽31内的处理液中，氮气作为气泡B1存在的时间变短，因此接触液体时间缩短。因此，通过将放出口3222的朝向设为与铅垂方向向上不同的方向，能够抑制气泡B1借助浮力立即上升，从而能够延长气泡B1的接触液体时间。
在图4所示的例子中，俯视时，吸引口3202配置于比放出口3222更靠-X侧的位置。而且，放出口3222的朝向为与从放出口3222观察吸引口3202的方向(此处是-X方向)不同的方向(此处是作为相反方向的+X方向)。这样，通过设定放出口3222的朝向，能够抑制气泡B1进入吸引口3202。
图3所示的泵控制部131和阀控制部132，是控制部130的CPU11按照程序PG执行从而实现的功能。泵控制部131通过控制循环泵33的动作，控制流过循环配管32的处理液的每单位时间的流量。泵控制部131是控制返回配管部322的流量的流量控制部的一例。此外，阀控制部132通过控制阀37，来控制从喷出喷嘴23喷出的处理液。此外，通过控制气体供给部60的阀611，来调节氮气的每单位时间的供给量。阀控制部132是气体供给量控制部的一例。
在处理液系统30，降低处理液中的氧气溶解浓度的情况下，可以降低在循环配管32中循环的处理液的流速。例如，阀控制部132关闭各个阀37，从而使处理液在循环配管32内循环，通过在该状态下泵控制部131控制循环泵33，可以降低循环配管32中的每单位时间的处理液的流量。由此，因返回配管部322中的处理液的流量也降低，从而能够延长氮气与处理液的接触液体时间。因此，能够有效地降低处理液中的氧气溶解浓度。
此外，在关闭了各个阀37的状态下，也可以通过阀控制部132调节阀611的开度，将氮气的供给量(每单位时间的供给量)设为比非待机时(阀37中的任一个打开时)更大。通过增大氮气的供给量，能够促进氮气溶入处理液中。因此，能够有效地降低处理液中的氧气溶解浓度。
＜效果＞
如上所述，在本实施方式的基板处理装置100的情况下，气体供给部60向流经现有的返回配管部322后返回到贮存槽31的处理液供给氮气。由此，能够降低贮存于贮存槽31的处理液中的氧气溶解浓度。此外，因通过利用返回配管部322的长度，能够延长接触液体时间，从而能够抑制基板处理装置100大型化，并且有效地降低去除对象气体的溶解浓度。此外，由于向返回配管部322供给添加气体，也能够降低氮气的气泡B1混入供给配管部320。
＜2.第二实施方式＞
接着，说明第二实施方式。另外，在以后的说明中，对具有与上述说明的要素相同的功能的要素，标注相同的附图标记或追加了字母的附图标记，并省略详细的说明。
图6是示意性表示第二实施方式的贮存槽31的侧视图。在第一实施方式中，供给配管部320的吸引口3202设置于贮存槽31的底面，该朝向设为铅垂方向向上。但是，如图6所示，吸引口3202的朝向也可以设定为铅垂方向向下。
此外，为了抑制气泡B1进入吸引口3202，也可以将放出口3222的高度位置(H2)设为比吸引口3202的下端的高度位置(H1a)更高。此外，俯视时，也可以将放出口3222的朝向设为与从放出口3222观察到的吸引口3202的方向不同的方向。
＜3.第三实施方式＞
图7是示意性表示第三实施方式的贮存槽31的侧视图。此外，图8是示意性表示第三实施方式的贮存槽31的俯视图。
如图7所示，本实施方式的放出口3222的朝向设为铅垂方向向下。因此，控制氮气的气泡B1的移动方向变得困难。因此，与第一实施方式那样将吸引口3202设为比放出口3222更低的位置的情况相比，可以说气泡B1进入吸引口3202的可能性高。但是，通过将吸引口3202和放出口3222之间的距离设置成足够大，从而能够使吸引口3202吸引气泡B1的可能性变得足够小。
在本实施方式的贮存槽31中，在吸引口3202和放出口3222之间配置有间隔构件324。间隔构件324是形成为板状的构件，如图8所示，俯视时，设置于吸引口3202和放出口3222之间的位置。间隔构件324也可以被配置于与将吸引口3202和放出口3222连接的直线LN1交叉。此处，由于吸引口3202和放出口3222沿X轴排列，因此直线LN1为沿X轴延伸的直线。
间隔构件324也可以比贮存槽31的横向宽度(此处是Y轴方向的宽度)更短。由此，吸引口3202侧的处理液和放出口3222侧的处理液，能够在间隔构件324的侧方通过。因此，因能够容易搅拌贮存于贮存槽31的处理液，从而能够使处理液中的氧气溶解浓度均匀。
如图7所示，间隔构件324的上端的高度位置(H3)比吸引口3202的高度位置(H1a)更高。由此，能够抑制气泡B1越过间隔构件324进入吸引口3202。此外，此处，间隔构件324的上端的高度位置(H3)比放出口3222的高度位置(H2)更低，但也可以比其更高。由此，能够有效地抑制从放出口3222放出的气泡B1越过间隔构件324向吸引口3202侧移动。
间隔构件324的水平方向的配置位置，只要是吸引口3202和放出口3222之间的位置就不做特别地限定。但是，如图8所示，俯视时，间隔构件324的上端也可以配置于更靠近吸引口3202而不是更靠近放出口3222的位置。由此，能够有效地抑制气泡B1进入吸引口3202。
＜4.第四实施方式＞
图9是示意性表示第四实施方式的贮存槽31的侧视图。与图4所示的第二实施方式的贮存槽31相同地，本实施方式的贮存槽31与供给配管部320和返回配管部322连接。在本实施方式的贮存槽31还连接有贮存槽用气体供给部60a。贮存槽用气体供给部60a具备气体供给源61a和气体喷出部62a，气体喷出部62a向贮存槽31的处理液中喷出来自气体供给源61a的氮气。另外，气体供给源61a和气体供给源61也可以是共同的。
在本实施方式中，向贮存于贮存槽31的处理液，与氮气的气泡B1一起，还供给从气体喷出部62a的喷出口620喷出的氮气的气泡B2。因此，能够高效地降低处理液中的氧气的溶解浓度。
此处，为了抑制气泡B2进入吸引口3202，可将气体喷出部62的喷出口620a的高度位置(H4)设为比吸引口3202的高度位置(H1a)更高的位置。此外，俯视时，可将喷出口620a的朝向设定成与吸引口3202不同的方向。但是，这种结构不是必须的。例如，在喷出口620a和吸引口3202的距离足够远的情况下，或者如图8所示设置间隔构件324的情况下，也可将喷出口620a配置为比吸引口3202更高，或者，也可以任意设定喷出口620a的朝向。
＜5.变形例＞
以上，说明了实施方式，但本发明并不局限于上述的内容，能够进行各种变形。
例如，在上述实施方式中，将放出口3222配置于比吸引口3202更高的位置。但是，也可将放出口3222配置于比吸引口3202更低的位置。
此外，在上述实施方式中，气体供给部60向流过循环配管32的供给配管部320的处理液供给氮气。但是，也可以向通过回收配管381或回收配管382的处理液中供给氮气。流过回收配管381、382的处理液是流过供给配管部320后的处理液，相当于返回贮存槽31的处理液。通过向该处理液中供给氮气来能够降低处理液的氧气溶解浓度。
在上述实施方式中，说明了基板处理装置的处理对象是半导体晶片的情况。但是，成为处理对象的基板也可以是光掩模用玻璃基板、液晶显示装置用的玻璃基板、等离子显示器用玻璃基板、磁盘/光盘用的玻璃基板或陶瓷基板、有机EL用玻璃基板、太阳电池用玻璃基板或硅基板、其他柔性基板和印刷线路板等面向电子设备的各种被处理基板。
上述的说明详细地说明了本发明，但在所有的方面是例示，本发明并不局限于此。应理解为未例示的很多变形例没有脱离本发明的范围且是能够想到的。在上述各实施方式和各变形例中说明的各结构，只要不相互矛盾就可能够适当进行组合或省略。

Claims (19)

1.一种基板处理装置，用于向基板供给处理液来对所述基板进行处理，其具备：
基板保持部，保持基板；
喷出喷嘴，向所述基板保持部保持的所述基板喷出所述处理液；
贮存槽，在内部贮存所述处理液；
供给配管部，与所述贮存槽连接，形成使向所述喷出喷嘴供给的所述处理液通过的供给通路；
返回配管部，与所述贮存槽连接，形成使通过了所述供给配管部的所述处理液返回所述贮存槽的返回通路；以及
气体供给部，向所述返回配管部的所述返回通路内供给与在所述处理液中溶解的去除对象气体不同的添加气体。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，
通过使所述返回配管部与所述供给配管部连结，所述供给配管部和所述返回配管部形成使从所述贮存槽流出的所述处理液返回所述贮存槽的循环配管。
3.根据权利要求1或2所述的基板处理装置，其中，
所述气体供给部形成有喷出所述添加气体的喷出口，该喷出口位于所述返回配管部的所述返回通路，
在所述返回通路内，所述喷出口向与朝向所述贮存槽的方向相反的一侧开口。
4.根据权利要求1或2所述的基板处理装置，其中，
在所述贮存槽内，所述供给配管部的吸引口配置于比所述返回配管部的放出口更低的位置。
5.根据权利要求1或2所述的基板处理装置，其中，
在所述贮存槽内，所述返回配管部的放出口向与铅垂方向交叉的方向开口。
6.根据权利要求1或2所述的基板处理装置，其中，
还具备间隔构件，所述间隔构件在所述贮存槽内配置于所述供给配管部的吸引口和所述返回配管部的放出口之间，所述间隔构件的上端配置于比所述吸引口和所述放出口中的至少一方更高的位置。
7.根据权利要求1或2所述的基板处理装置，其中，
还具备管道混合器，所述管道混合器配置于所述返回配管部上的从连接有所述气体供给部的部分到所述贮存槽之间的位置，搅拌所述返回通路内的所述处理液。
8.根据权利要求1或2所述的基板处理装置，其中，
还具备贮存槽用气体供给部，向所述贮存槽内的所述处理液中供给所述添加气体，
所述贮存槽用气体供给部具备气体喷出部，
所述气体喷出部与所述贮存槽连接，向贮存于所述贮存槽的所述处理液中喷出所述添加气体。
9.根据权利要求1或2所述的基板处理装置，其中，
所述去除对象气体是氧气，并且，所述添加气体是对于所述基板非活性的气体。
10.根据权利要求1或2所述的基板处理装置，其中，
在所述供给配管部上安装有输送所述处理液的泵、调整所述处理液的温度的温度调整机构、过滤所述处理液的过滤器、以及测量所述处理液的流量的流量计中的至少一个。
11.根据权利要求1或2所述的基板处理装置，其中，
还具备流量控制部，控制流经所述返回配管部的所述处理液的每单位时间的流量。
12.根据权利要求1或2所述的基板处理装置，其中，
还具备气体供给量控制部，控制所述气体供给部供给的所述添加气体的每单位时间的供给量。
13.一种基板处理方法，用于使用基板处理装置对基板进行处理，其包括：
(a)工序，向与喷出喷嘴连接的供给配管部吸引贮存于贮存槽的处理液，所述喷出喷嘴向所述基板喷出所述处理液；
(b)工序，使流经所述供给配管部后的所述处理液，经返回配管部返回所述贮存槽；以及
(c)工序，向流经所述返回配管部的所述处理液中供给与在所述处理液中溶解的去除对象气体不同的添加气体。
14.根据权利要求13所述的基板处理方法，其中，还包括：
(d)工序，使所述返回配管部与所述供给配管部连结，使从所述贮存槽流出的所述处理液返回所述贮存槽，从而使所述处理液循环。
15.根据权利要求13或14所述的基板处理方法，其中，
所述(c)工序包括从喷出口喷出所述添加气体的工序，所述喷出口在所述返回配管部的返回通路内，向与朝向所述贮存槽的方向相反的一侧开口。
16.根据权利要求13或14所述的基板处理方法，其中，
在所述贮存槽内，所述供给配管部的吸引口配置于比所述返回配管部的放出口更低的位置。
17.根据权利要求13或14所述的基板处理方法，其中，
在所述贮存槽内，所述返回配管部的放出口向与铅垂方向交叉的方向开口。
18.根据权利要求13或14所述的基板处理方法，其中，
在所述贮存槽内设置间隔构件，所述间隔构件配置于所述供给配管部的吸引口和所述返回配管部的放出口之间，所述间隔构件的上端配置于比所述吸引口和所述放出口中的至少一方更高的位置。
19.根据权利要求13或14所述的基板处理方法，其中，还包括：
(e)工序，由配置于所述返回配管部上的从连接有所述气体供给部的部分到所述贮存槽之间的位置的管道混合器，搅拌利用所述(b)工序流经所述返回配管部的所述处理液。
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