CN108604547B - 基板处理装置和基板处理方法 - Google Patents

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Abstract

实施方式所涉及的基板处理装置具备贮存容器、基板处理部、回收路径、废弃路径、供给路径、切换部和切换控制部。回收路径使供给到基板处理部的混合液返回到贮存容器。废弃路径将所供给的混合液废弃到贮存容器以外的场所。切换部使所供给的混合液的流入目的地在回收路径与废弃路径之间切换。切换控制部对切换部进行控制，使得在从基板处理部开始供给混合液起到第一时间经过的期间，使所供给的混合液向废弃路径流入，在第一时间经过后且到基于预先决定的回收率决定的第二时间经过为止的期间，使所供给的混合液向回收路径流入，在从第二时间经过起到混合液的供给结束为止的期间，使所供给的混合液向废弃路径流入。

Description

基板处理装置和基板处理方法
技术领域
本公开的实施方式涉及一种基板处理装置和基板处理方法。
背景技术
以往，已知一种使用将第一处理液与第二处理液混合而成的混合液来对半导体晶圆、玻璃基板等基板进行处理的基板处理装置。
在这种基板处理装置中，为了抑制第一处理液的消耗量，有时通过使已使用的混合液返回到贮存第一处理液的容器来进行回收并再利用第一处理液。
在回收的混合液中包含第二处理液，因此通过重复上述回收和再利用，容器内的第一处理液的浓度逐渐下降。因此，近年来，提出了如下的方法：将使用后的混合液中的一部分回收其余部分废弃，向容器补充与废弃的混合液等量的第一处理液，由此抑制第一处理液的浓度下降(参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2013-207207号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，若不高精度地回收被使用的混合液，则存在容器内的第一处理液无法成为期望的浓度的担忧。
实施方式的一个方式的目的在于提供一种能够高精度地回收混合液以使得用于对基板进行处理的第一处理液成为期望的浓度的基板处理装置和基板处理方法。
用于解决问题的方案
实施方式的一个方式所涉及的基板处理装置具备贮存容器、基板处理部、回收路径、废弃路径、供给路径、切换部和切换控制部。贮存容器用于贮存第一处理液。基板处理部通过将第二处理液与从贮存容器供给的第一处理液的混合液向基板供给来对基板进行处理。回收路径用于使供给到基板处理部的混合液返回到贮存容器。废弃路径用于将所供给的混合液废弃到贮存容器以外的场所。供给路径用于将第一处理液供给到贮存容器。切换部使所供给的混合液的流入目的地在回收路径与废弃路径之间切换。切换控制部对切换部进行控制，使得在从基板处理部开始向基板供给混合液起到第一时间经过为止的期间，使所供给的混合液向废弃路径流入，在第一时间经过后且到基于预先决定的回收率决定的第二时间经过为止的期间，使所供给的混合液向回收路径流入，在从第二时间经过起到混合液的供给结束为止的期间，使所供给的混合液向废弃路径流入。
发明的效果
根据实施方式的一个方式，能够高精度地回收混合液来使用于对基板进行处理的第一处理液成为期望的浓度。
附图说明
图1是表示第一实施方式所涉及的基板处理系统中的处理液供给系统的概要结构的图。
图2是表示第一实施方式所涉及的基板处理方法的一例的图。
图3是表示第一实施方式所涉及的基板处理系统的概要结构的图。
图4是表示处理单元的概要结构的图。
图5是表示第一实施方式所涉及的基板处理系统中的处理液供给系统的具体结构例的图。
图6是表示第一实施方式所涉及的处理单元执行的基板处理的过程的一例的流程图。
图7是表示将已使用SPM的回收率分别设为X1％～X3％的情况下的贮存容器内的硫酸的最终到达浓度的曲线图。
图8是表示将已使用SPM的回收率分别设为X1％～X3％的情况下的平均一张晶圆的硫酸的消耗量的曲线图。
图9是表示使用处理单元对多个晶圆连续进行处理的情况下的贮存容器内的硫酸的浓度和贮存容器内的液量的时间变化的曲线图。
图10是表示回收处理的过程的一例的流程图。
图11是表示补充处理的过程的一例的流程图。
图12是表示贮存容器的结构例的图。
图13是贮存容器的示意俯视剖面图。
图14是贮存容器的示意侧视剖面图。
图15是表示不进行循环温度调整处理的情况下的SPM的温度和贮存容器内的硫酸的浓度的时间变化的曲线图。
图16是表示进行了循环温度调整处理的情况下的SPM的温度和贮存容器内的硫酸的浓度的时间变化的曲线图。
图17是表示第二实施方式所涉及的基板处理系统中的处理液供给系统的结构例的图。
图18是表示第三实施方式所涉及的基板处理系统的概要结构的图。
图19是表示第三实施方式所涉及的处理单元的概要结构的图。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本申请所公开的基板处理装置和基板处理方法的实施方式。此外，并非通过以下所示的实施方式对本发明进行限定。
(第一实施方式)
参照图1～图11来说明本申请所公开的基板处理装置和基板处理方法的第一实施方式。
<1.基板处理方法>
图1是表示第一实施方式所涉及的基板处理系统中的处理液供给系统的概要结构的图。另外，图2是表示第一实施方式所涉及的基板处理方法的一例的图。
如图1所示，第一实施方式所涉及的基板处理系统1使用第一处理液与第二处理液的混合液来对基板进行处理。另外，基板处理系统1对使用后的混合液进行回收再利用。具体地说，基板处理系统1具备贮存容器102、处理单元16、回收路径114、废弃路径115、供给路径170、切换部80和控制部18。
贮存容器102用于贮存第一处理液。处理单元16使用从贮存容器102供给的第一处理液与从贮存容器102以外的场所供给的第二处理液的混合液来对基板进行处理。
回收路径114用于使在处理单元16中使用后的混合液(已使用混合液)返回到贮存容器102。废弃路径115用于将已使用混合液向贮存容器102以外的场所排出。供给路径170用于向贮存容器102补充第一处理液。
切换部80将已使用混合液的流入目的地从回收路径114切换为废弃路径115或从废弃路径115切换为回收路径114。此外，切换部80被控制部18控制。
如上述那样构成的基板处理系统1通过经由回收路径114使已使用混合液返回到贮存容器102来对第一处理液进行回收，对回收的第一处理液进行再利用，由此抑制第一处理液的消耗量。
另外，在所回收的混合液中包含第二处理液，因此通过重复上述回收和再利用，贮存容器102内的第一处理液的浓度逐渐下降。因此，在基板处理系统1中，将已使用混合液中的一部分回收将其余部分废弃，经由供给路径170向贮存容器102补充与贮存容器102中贮存的第一处理液相比而言浓度相对高的第一处理液，由此抑制贮存容器102内的第一处理液的浓度下降。
在此，为了使贮存容器102内的第一处理液稳定为期望的浓度，期望的是，已使用混合液的实时的回收率尽可能地与预先决定的回收率一致。在此，存在如下担忧：在处理单元16的使用混合液的处理刚开始后、即将结束前，由于例如阀的开闭动作引起的时间滞后等，混合液的浓度(即第一处理液与第二处理液的混合比)、流量不稳定，没有成为期望的浓度、流量。
因而，假设在这种期间内进行已使用混合液的回收，则例如存在贮存容器102内的第一处理液的浓度小于对基板进行处理所需的最低浓度的担忧。在该情况下，为了使贮存容器102内的第一处理液的浓度恢复，例如需要从供给路径170追加补充第一处理液。另外，例如还存在贮存容器102内的液量过度增加或过度减少的担忧。在该情况下，由于将超过部分废弃或补充不足部分，而额外地消耗第一处理液。
因此，在第一实施方式所涉及的基板处理系统1中，在除了浓度、流量不稳定的开始后的规定期间和结束前的规定期间以外的期间，进行已使用混合液的回收。
具体地说，如图2所示，在从处理单元16的处理开始起到第一时间经过为止的期间，使已使用混合液向废弃路径115流入，在从第一时间经过起到第二时间经过为止的期间，使已使用混合液向回收路径114流入，在从第二时间经过起到处理单元16的处理结束为止的期间，使已使用混合液向废弃路径115流入。
由此，能够以稳定的浓度和流量来高精度地回收已使用混合液，因此能够使已使用混合液的实时的回收率尽可能地与预先决定的回收率一致。因而，根据第一实施方式所涉及的基板处理系统1，能够使贮存容器102内的第一处理液为期望的浓度。
<2.基板处理系统>
接着，参照图3来说明第一实施方式所涉及的基板处理系统1的概要结构。图3是表示第一实施方式所涉及的基板处理系统1的概要结构的图。以下，为了使位置关系清楚，对互相正交的X轴、Y轴及Z轴进行规定，将Z轴正方向设为铅垂朝上方向。
如图3所示，基板处理系统1具备搬入搬出站2和处理站3。搬入搬出站2和处理站3相邻地设置。
搬入搬出站2具备承载件载置部11和搬送部12。在承载件载置部11上载置有多个承载件C，该多个承载件C用于将多张基板、在本实施方式中为半导体晶圆(以下称为晶圆W)以水平状态收容。
搬送部12与承载件载置部11相邻地设置，搬送部12在内部具备基板搬送装置13和交接部14。基板搬送装置13具备用于保持晶圆W的晶圆保持机构。另外，基板搬送装置13能够在水平方向和铅垂方向上移动并以铅垂轴为中心进行转动，使用晶圆保持机构在承载件C与交接部14之间搬送晶圆W。
处理站3与搬送部12相邻地设置。处理站3具备搬送部15和多个处理单元16。多个处理单元16以排列在搬送部15的两侧的方式设置。
搬送部15在内部具备基板搬送装置17。基板搬送装置17具备用于保持晶圆W的晶圆保持机构。另外，基板搬送装置17能够在水平方向和铅垂方向上移动并以铅垂轴为中心进行转动，使用晶圆保持机构在交接部14与处理单元16之间搬送晶圆W。
处理单元16用于对由基板搬送装置17搬送的晶圆W进行规定的基板处理。
另外，基板处理系统1具备控制装置4。控制装置4例如是计算机，具备控制部18和存储部19。在存储部19中保存有用于对在基板处理系统1中执行的各种处理进行控制的程序。控制部18通过读取并执行被存储在存储部19中的程序来控制基板处理系统1的动作。
此外，该程序也可以是记录在可由计算机读取的存储介质中、从该存储介质安装到控制装置4的存储部19中的程序。作为可由计算机读取的存储介质，存在例如硬盘(HD)、软盘(FD)、光盘(CD)、光磁盘(MO)以及存储卡等。
在如上述那样构成的基板处理系统1中，首先，搬入搬出站2的基板搬送装置13将晶圆W从载置于承载件载置部11的承载件C取出，并将取出的晶圆W载置于交接部14。利用处理站3的基板搬送装置17将被载置于交接部14的晶圆W从交接部14取出并将其搬入到处理单元16中。
在利用处理单元16对被搬入到处理单元16中的晶圆W进行处理之后，利用基板搬送装置17将该晶圆W从处理单元16搬出并将其载置于交接部14。然后，利用基板搬送装置13将载置于交接部14的处理完成后的晶圆W返回到载置部11的承载件C。
此外，控制装置4的控制部18包括具有CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、输入输出端口等的微型计算机、各种电路。所述微型计算机的CPU通过读取并执行ROM中存储的程序，来实现后述的控制。另外，例如通过RAM、闪速存储器(Flash Memory)等半导体存储器元件或硬盘、光盘等存储装置来实现存储部19。
<3.处理单元>
接着，参照图4来说明处理单元16的概要结构。图4是表示处理单元16的概要结构的图。如图4所示，处理单元16具备腔室20、基板保持机构30、处理流体供给部40和回收杯50。
腔室20用于收容基板保持机构30、处理流体供给部40和回收杯50。在腔室20的顶部设置有FFU(Fan Filter Unit：风扇过滤单元)21。FFU 21用于在腔室20内形成下降流。
基板保持机构30具备保持部31、支柱部32以及驱动部33。保持部31将晶圆W水平地保持。支柱部32是沿铅垂方向延伸的构件，其基端部以能够旋转的方式被驱动部33支承，支柱部32在顶端部将保持部31水平地支承。驱动部33用于使支柱部32绕铅垂轴旋转。该基板保持机构30通过使用驱动部33使支柱部32旋转来使由支柱部32支承着的保持部31旋转，由此，使由保持部31保持着的晶圆W旋转。
处理流体供给部40对晶圆W供给处理流体。处理流体供给部40与处理流体供给源70连接。
回收杯50以包围保持部31的方式配置，用于收集因保持部31的旋转而自晶圆W飞散的处理液。在回收杯50的底部形成有排液口51，自该排液口51将由回收杯50收集到的处理液排出到处理单元16的外部。另外，在回收杯50的底部形成有排气口52，该排气口52用于将自FFU 21供给的气体排出到处理单元16的外部。
<4.处理液供给系统的具体结构例>
接着，参照图5来说明第一实施方式所涉及的基板处理系统1中的处理液供给系统的具体结构例。图5是表示第一实施方式所涉及的基板处理系统1中的处理液供给系统的具体结构例的图。
以下，对将硫酸用作第一处理液、将双氧水用作第二处理液、将作为它们的混合液的SPM(Sulfuricacid Hydrogen Peroxide Mixture：硫酸过氧化氢混合物)供给到晶圆W的情况下的处理液供给系统的结构例进行说明。
<4-1.处理流体供给源>
如图5所示，处理流体供给源70具有用于贮存硫酸的贮存容器102、从贮存容器102出来并返回贮存容器102的循环路径104以及从循环路径104分支并与各处理单元16连接的多个分支路径112，来作为硫酸的供给系统。
对贮存容器102设置有液面传感器S1。液面传感器S1例如配置于贮存容器102的侧方，对贮存容器102中贮存的硫酸的液面进行探测。具体地说，液面传感器S1是用于对贮存容器102内的下限液面进行探测的传感器。液面传感器S1的探测结果被输出到控制部18。
在循环路径104中从上游侧起依次设置有泵106、过滤器108、加热器109以及浓度计110。泵106用于形成从贮存容器102出来经过循环路径104后返回贮存容器102的循环流。过滤器108用于去除硫酸中包含的微粒等污染物质。加热器109由控制部18进行控制，将在循环路径104中循环的硫酸加热到所设定的温度。浓度计110用于检测在循环路径104中循环的硫酸的浓度，向控制部18输出检测结果。
在循环路径104中的比浓度计110靠下游侧的位置连接有多个分支路径112。各分支路径112与各处理单元16的后述的混合部45连接，将在循环路径104中流动的硫酸供给到各混合部45。在各分支路径112设置有阀113。
另外，处理液供给源70具备双氧水供给路径160、阀161以及双氧水供给源162来作为双氧水的供给系统。双氧水供给路径160的一端经由阀161来与双氧水供给源162连接，另一端与处理单元16的后述的混合部45连接。处理液供给源70将从双氧水供给源162供给的双氧水经由双氧水供给路径160向处理单元16的混合部45供给。
另外，处理液供给源70具备供给路径170、阀171以及硫酸供给源172。供给路径170的一端经由阀171来与硫酸供给源172连接，另一端与贮存容器102连接。硫酸供给源172用于供给硫酸。处理液供给源70将从硫酸供给源172供给的硫酸经由供给路径170向贮存容器102供给。
此外，在此省略了图示，但处理液供给源70具备用于对处理单元16供给冲洗液的冲洗液供给路径。作为冲洗液，例如能够使用DIW(纯水)。
<4-2.处理单元>
处理单元16具备混合部45。混合部45将从分支路径112供给的硫酸和从双氧水供给路径160供给的双氧水混合来生成混合液即SPM，向处理流体供给部40(参照图4)供给所生成的SPM。此外，混合部也可以一体地组入到处理流体供给部40。
另外，各处理单元16的排液口51经由分支路径53来与排出路径54连接。从排液口51经由分支路径53向排出路径54排出在各处理单元16中使用后的SPM。
此外，在此，设为使用处理流体供给部40进行SPM的供给和冲洗液的供给，但处理单元16也可以单独具备用于供给冲洗液的处理流体供给部。
<4-3.切换部、回收路径和废弃路径>
基板处理系统1还具备切换部80、回收路径114以及废弃路径115。切换部80与排出路径54、回收路径114及废弃路径115连接，按照控制部18的控制来使在排出路径54中流动的已使用SPM的流入目的地在回收路径114与废弃路径115之间切换。
回收路径114的一端与切换部80连接，另一端与贮存容器102连接。在回收路径114中从上游侧起依次设置有回收容器116、泵117以及过滤器118。回收容器116暂时贮存已使用SPM。泵117用于形成将贮存于回收容器116的已使用SPM向贮存容器102送出的流动。过滤器118用于去除已使用SPM中包含的微粒等污染物质。
废弃路径115与切换部80连接，向基板处理系统1的外部排出从排出路径54经由切换部80流入的已使用SPM。
<5.基板处理的内容>
接着，参照图6来说明本实施方式所涉及的处理单元16所执行的基板处理的内容。图6是表示第一实施方式所涉及的处理单元16所执行的基板处理的过程的一例的流程图。按照控制部18的控制来执行图6所示的各处理过程。
首先，在处理单元16中，进行晶圆W的搬入处理(步骤S101)。具体地说，利用基板搬送装置17(参照图3)将晶圆W搬入到处理单元16的腔室20(参照图2)内并保持于保持部31。之后，处理单元16使保持部31以规定的旋转速度(例如50rpm)旋转。
接下来，在处理单元16中，进行SPM供给处理(步骤S102)。在SPM供给处理中，通过使阀113和阀161打开规定时间(例如30秒)，来从处理流体供给部40向晶圆W的上表面供给SPM。供给到晶圆W的SPM由于伴随晶圆W的旋转产生的离心力而在晶圆W的表面扩展涂覆。
在所述SPM供给处理中，利用SPM中包含的过一硫酸的强氧化性以及硫酸与双氧水之间的反应热，例如去除形成于晶圆W的上表面的抗蚀剂。
此外，硫酸和双氧水的流量是根据硫酸和双氧水的混合比来决定的。硫酸占SPM的比率比双氧水占SPM的比率高，因此硫酸的流量设定为比双氧水的流量多的流量。
当结束步骤S102的SPM供给处理时，在处理单元16中，进行冲洗处理(步骤S103)。在所述冲洗处理中，从处理流体供给部40向晶圆W的上表面供给冲洗液(例如DIW)。供给到晶圆W的DIW由于伴随晶圆W的旋转产生的离心力而在晶圆W的表面扩展涂覆。由此，残存于晶圆W的SPM被DIW冲走。
接着，在处理单元16中，进行干燥处理(步骤S104)。在所述干燥处理中，使晶圆W以规定的旋转速度(例如1000rpm)旋转规定时间。由此，残存于晶圆W的DIW被甩出，从而晶圆W干燥。之后，晶圆W的旋转停止。
然后，在处理单元16中，进行搬出处理(步骤S105)。在搬出处理中，保持于保持部31的晶圆W被传递到基板搬送装置17。当所述搬出处理完成时，针对一张晶圆W的基板处理完成。
<6.回收率的决定方法>
接着，参照图7～图9来说明已使用SPM的回收率的决定方法。图7是表示将已使用SPM的回收率分别设为X1％～X3％的情况下的贮存容器102内的硫酸的最终到达浓度的曲线图。图8是表示将已使用SPM的回收率分别设为X1％～X3％的情况下的平均一张晶圆W的硫酸的消耗量的曲线图。图9是表示使用处理单元16对多个晶圆W连续地进行处理的情况下的贮存容器102内的硫酸的浓度和贮存容器102内的液量的时间变化的曲线图。
在此，图7中示出从供给路径170补充与贮存容器102内的硫酸的初始浓度(被双氧水稀释前的浓度)相同浓度且与贮存容器102内的液体的减少量(从贮存容器102向处理单元16供给的液量减去返回到贮存容器102的液量所得到的量)相同量的硫酸的情况下的贮存容器102内的硫酸的最终到达浓度。另外，最终到达浓度是指一边进行已使用SPM的回收和硫酸的补充一边对多个晶圆W连续地进行处理的情况下的贮存容器102内的硫酸的浓度的收敛值。
基于作为使用SPM的处理所需的硫酸的浓度的下限值而设定的浓度下限值Cmin来决定已使用SPM的回收率。
浓度下限值Cmin例如是用于避免低于为了发挥期望的抗蚀剂去除性能而所需的SPM的温度的硫酸的浓度的下限值。SPM的温度是由加热器109对硫酸的加热温度和由于硫酸与双氧水的反应而产生的反应热来决定的，当硫酸的浓度下降时，上述反应热变低，存在SPM的温度低于为了发挥期望的抗蚀剂去除性能而所需的温度的担忧。
由于回收的已使用SPM中包含的双氧水流入到贮存容器102内，贮存容器102内的硫酸被稀释，由此产生硫酸的浓度下降。因此，当过度地提高已使用SPM的回收率时，流入到贮存容器102内的双氧水的量增加而硫酸的浓度急剧下降，其结果，如图7所示，硫酸的最终到达浓度低于浓度下限值Cmin。
在该情况下为了恢复硫酸的浓度，例如需要将贮存容器102内的液体更换为新的硫酸。通过进行这样的液体更换，如图8所示，平均一张晶圆W的硫酸的消耗量增加。
因而，为了尽可能地降低硫酸的消耗量，期望的是，将已使用SPM的回收率决定为使贮存容器102中贮存的硫酸的浓度维持为浓度下限值Cmin的回收率X1％。
通过按照所述回收率X1％来进行已使用SPM的回收，能够如图9中以实线所示那样将容器内浓度维持为浓度下限值Cmin。因而，不会由于液体更换而多余地消耗硫酸，因此能够尽可能地降低硫酸的消耗量。
另外，通过从供给路径170补充与贮存容器102内的硫酸的初始浓度相同浓度且与贮存容器102内的液体的减少量相同量的硫酸，能够如图9中以点划线所示那样将贮存容器102内的液量维持为固定量。因而，无需丢弃增加部分或补充不足部分，因此能够尽可能地降低硫酸的消耗量。
此外，在设贮存容器102中贮存的硫酸的初始浓度为96wt％、硫酸与双氧水的混合比为6：1、硫酸的浓度下限值Cmin为86wt％的情况下，将已使用SPM的回收率X1决定为53％。
<7.回收处理>
接着，参照图10来说明已使用SPM的回收处理的内容。图10是表示回收处理的过程的一例的流程图。图10中示出在SPM供给处理开始时排出路径54与废弃路径115是连通的情况下的回收处理的过程。此外，由控制部18控制图10所示的各处理过程。
如图10所示，控制部18判定是否从处理单元16的SPM供给处理(参照图6)开始起经过了第一时间(步骤S201)。在此，第一时间被设定为比从阀113、161打开起到硫酸和双氧水的流量稳定为止的时间长的时间。
此外，在本实施方式中，将阀113及161这两方成为打开状态的时刻作为SPM供给处理的开始时刻，但SPM供给处理的开始时刻的定义不限定于此。例如，也可以进行控制部18向阀113、161发送打开的指示信号的时刻、SPM着落于晶圆W的时刻等其它定义。
控制部18重复进行步骤S201的判定处理直到第一时间经过为止(步骤S201：“否”)。此时，排出路径54与废弃路径115是连通的，因此已使用SPM从废弃路径115向外部被废弃。
接着，当在步骤S201中判定为经过了第一时间的情况下(步骤S201：“是”)，控制部18对切换部80进行控制，使已使用SPM的流入目的地从废弃路径115切换为回收路径114(步骤S202)。由此，已使用SPM从排出路径54向回收路径114流入而返回到贮存容器102。
接着，控制部18判定是否从第一时间经过起经过了第二时间(步骤S203)。第二时间被设定为已使用SPM的回收率成为预先决定的已使用SPM的回收率X1的时间。控制部18重复进行步骤S202的判定处理直到第二时间经过为止(步骤S203：“否”)。
接着，当在步骤S203中判定为经过了第二时间的情况下(步骤S203：“是”)，控制部18使已使用SPM的流入目的地从回收路径114切换为废弃路径115(步骤S204)。由此，已使用SPM从废弃路径115向外部被废弃。
这样，在第一实施方式所涉及的基板处理系统1中，在除了SPM供给处理开始后的规定期间和结束前的规定期间以外的期间，以预先决定的回收率对已使用SPM进行回收。由此，能够以稳定的浓度和流量来回收已使用SPM，因此能够尽可能地使已使用SPM的实时的回收率与预先决定的回收率一致。因而，根据第一实施方式所涉及的基板处理系统1，能够尽可能地降低硫酸的消耗量。
此外，当在SPM供给处理开始时排出路径54与回收路径114是连通的情况下，控制部18在SPM供给处理开始前进行使已使用SPM的流入目的地从回收路径114切换为废弃路径115的处理即可。
<8.补充处理>
接着，参照图11来说明硫酸的补充处理的内容。图11是表示补充处理的过程的一例的流程图。此外，由控制部18控制图11所示的各处理过程。
如图11所示，控制部18判定贮存容器102内的液量是否低于阈值(步骤S301)。例如在通过液面传感器S1探测到贮存容器102内的下限液面的情况下，控制部18判定为贮存容器102内的液量低于阈值。控制部18重复进行步骤S301的处理直到判定为贮存容器102内的液量低于阈值(步骤S301：“否”)。
此外，不限于此，控制部18例如也可以获取贮存容器102内的液体的重量、从上一次补充起的经过时间等来作为与贮存容器102内的液量有关的液量信息，基于所述液量信息来进行上述判定。
当在步骤S301中判定为贮存容器102内的液量低于阈值的情况下(步骤S301：“是”)，控制部18经由供给路径170向贮存容器102补充预先决定的量的硫酸(步骤S302)，使处理返回步骤S301。
在步骤S302中，控制部18向贮存容器102补充与贮存容器102中贮存的硫酸的初始浓度相同浓度且与贮存容器102内的液体的减少量相同量的硫酸。由此，将贮存容器102内的浓度和液量维持为固定。
<9.贮存容器的结构例>
接着，参照图12来说明贮存容器102的结构例。图12是表示贮存容器102的结构例的图。
如图12所示，在贮存容器102的内部设置有将贮存容器102内上下分隔的分隔构件130。分隔构件130配置成与贮存容器102的侧壁之间隔开规定的间隙。
贮存容器102具备用于取出贮存容器102内的硫酸的回收路径114的取出口141。所述取出口141配置于分隔构件130的下方。另外，将从取出口141取出的硫酸向分隔构件130喷出的循环路径104的返回口142配置于分隔构件130的上方。
通过在分隔构件130的上方配置循环路径104的返回口142，在分隔构件130的上方由于从返回口142流出的硫酸的流动而产生硫酸的对流。贮存容器102内的硫酸始终被该对流搅拌，因此即使在从回收路径114向贮存容器102内供给了已使用SPM的情况下，也能够尽早地使贮存容器102内的硫酸的浓度稳定。
此外，循环路径104的返回口142配置成与分隔构件130接近到从返回口142流出的硫酸的流动到达分隔构件130且在贮存容器102内形成硫酸的对流的程度。在后面叙述返回口142的具体配置。
在分隔构件130的上方被搅拌的硫酸通过分隔构件130与贮存容器102的侧壁之间的间隙向分隔构件130的下方移动，从配置于分隔构件130的下方的取出口141向循环路径104流入。
这样，在第一实施方式所涉及的基板处理系统1中，循环路径104的取出口141配置于分隔构件130的下方，因此能够防止从回收路径114供给的已使用SPM直接流入取出口141。
接着，参照图13和图14来说明贮存容器102的内部结构。图13是贮存容器102的示意俯视剖面图。另外，图14是贮存容器102的示意侧视剖面图。此外，在图13中，省略图14所示的固定构件180来进行了表示。
如图13所示，贮存容器102具有圆筒形状。通过使贮存容器102为圆筒形状，与方形的容器相比，在贮存容器102内难以产生硫酸的停滞(日语：よどみ)，因此能够更高效地搅拌硫酸。因而，能够进一步缩短到贮存容器102内的硫酸的浓度稳定为止的时间。
此外，为了使贮存容器102内难以产生停滞，更优选的是使贮存容器102在俯视时为正圆形状，但贮存容器102也可以在俯视时为椭圆形状。
另外，如图13所示，循环路径104的返回口142在俯视时配置于贮存容器102的中央部。这样，通过将成为对流的起点的循环路径104的返回口142配置于俯视时的贮存容器102的中央部，硫酸的对流中难以产生不均。因而，能够提高硫酸的搅拌性。
另外，如图13所示，回收路径114的供给口119和供给路径170的供给口173在俯视时配置于循环路径104的返回口142的附近。这样，通过在成为对流的起点的贮存容器102的中央部配置回收路径114的供给口119和供给路径170的供给口173，易于使从回收路径114供给的已使用SPM、从供给路径170供给的硫酸加入对流。因而，能够进一步缩短到贮存容器102内的硫酸的浓度稳定为止的时间。另外，还能够防止由于从回收路径114供给的已使用SPM、从供给路径170供给的硫酸的流动而阻碍对流。
此外，在将回收路径114及供给路径170与循环路径104进行比较的情况下，始终持续对贮存容器102供给硫酸的循环路径104对于对流形成的贡献度比回收路径114及供给路径170的大。因此，优选的是，将对于对流形成的贡献度更大的循环路径104的返回口142配置于更靠近贮存容器102的中心的位置。换言之，优选的是，与循环路径104相比对于对流形成的贡献度小的回收路径114的供给口119及供给路径170的供给口173配置于与循环路径104的返回口142相比远离贮存容器102的中心的场所。
如图12所示，循环路径104的返回口142、回收路径114的供给口119和供给路径170的供给口173配置于比液面传感器S1靠下方的位置，换言之，配置于比贮存容器102内的下限液面靠下方的位置。由此，循环路径104的返回口142、回收路径114的供给口119和供给路径170的供给口173配置于比贮存容器102内的下限液面靠下方的位置，因此始终被贮存容器102内的硫酸浸渍。因而，能够防止在从返回口142、供给口119和供给口173向贮存容器102供给硫酸、已使用SPM时气泡混入到贮存容器102内的硫酸而硫酸起泡。另外，还能够防止由于气泡而阻碍贮存容器102内的对流。
贮存容器102的侧壁121与分隔构件130之间的间隙是遍及分隔构件130的整周地形成的。由此，能够使得难以在贮存容器102的侧壁121与分隔构件130之间产生硫酸的停滞。
在贮存容器102的侧壁121与分隔构件130之间设置有大小在分隔构件130的整周上均等的间隙。具体地说，分隔构件130在俯视时与贮存容器102同样地具有圆形状，通过将所述分隔构件130配置于贮存容器102的中央，能够使得贮存容器102的侧壁121与分隔构件130之间的间隙在分隔构件130的整周上均等。这样，通过使贮存容器102的侧壁121与分隔构件130之间的间隙在分隔构件130的整周上均等，能够使得难以在贮存容器102内产生硫酸的停滞。换言之，能够更均匀地搅拌贮存容器102内的硫酸。
如图14所示，贮存容器102的侧壁121与分隔构件130之间的间隙的开口面积D1为循环路径104的取出口141的开口面积D2以上。另外，贮存容器102的底面122与分隔构件130之间的间隙的开口面积D3也为循环路径104的取出口141的开口面积D2以上。由此，能够极力抑制因分隔构件130引起的压力损耗的增加。
分隔构件130以与贮存容器102的底面122分开的状态被固定构件180固定。因而，通过变更固定构件180，能够容易地调节贮存容器102的底面122与分隔构件130之间的间隙的开口面积D3。
如图14所示，分隔构件130具有伞型的形状。具体地说，分隔构件130的上表面131具有随着从中央部去向周缘部而高度变低的形状。由此，例如，能够抑制在将贮存容器102内的所有硫酸从返回口142向外部排出的情况下、硫酸残存于分隔构件130的上表面131。
此外，贮存容器102的底面122随着去向中央部而向下倾斜，循环路径104的取出口141配置于底面122的中央部。因而，能够使贮存容器102内的硫酸高效地流入到取出口141。
另外，分隔构件130在中央部具备贯通孔133。所述贯通孔133是空气排出用的孔，在向空的贮存容器102供给硫酸的情况下，能够使积存于分隔构件130的下表面132的空气排出。
此外，贯通孔133形成为直径比循环路径104的取出口141的直径小。具体地说，贯通孔133的开口面积D4形成为比取出口141的开口面积D2小。因而，能够抑制从循环路径104的返回口142、供给路径170的供给口173供给的硫酸或者从回收路径114的供给口119供给的已使用SPM通过贯通孔133直接流入到循环路径104的取出口141。
另外，分隔构件130的下表面132具有随着从中央部去向周缘部而高度变低的形状。由此，能够使积存于分隔构件130的下表面132的空气集中于分隔构件130的中央部来从贯通孔133高效地排出。
<10.循环温度调整处理>
另外，在基板处理系统1中，也可以进行控制加热器109来对在循环路径104中循环的硫酸的温度进行调整的循环温度调整处理，以使SPM的温度保持为固定。
图15是表示不进行循环温度调整处理的情况下的、SPM的温度和贮存容器102内的硫酸的浓度的时间变化的曲线图。另外，图16是表示进行了循环温度调整处理的情况下的、SPM的温度和贮存容器102内的硫酸的浓度的时间变化的曲线图。
如图15所示，在控制加热器109以使在循环路径104中循环的硫酸的温度(循环温度)为固定的情况下，SPM的温度下降与由于贮存容器102内的硫酸的浓度下降而硫酸与双氧水之间的反应热下降的量相应的量。
因此，控制部18也可以如图16所示那样控制加热器109以使SPM的温度固定。换言之，控制部18也可以控制加热器109以使贮存容器102内的硫酸的浓度越低则循环温度越高。由此，能够抑制SPM处理伴随硫酸的浓度下降而性能下降。
具体地说，控制部18将由浓度计110检测出到硫酸的浓度作为浓度信息，根据所述浓度信息对加热器109对硫酸的加热温度进行调整。
此外，浓度信息不限定于上述的例子。例如，控制部18也可以将使用SPM处理的晶圆W的处理张数作为浓度信息存储于存储部19，使用所述浓度信息来对加热器109对硫酸的加热温度进行调整。
另外，控制部18也可以将贮存容器102中贮存的液体的比重用作浓度信息来对加热器109对硫酸的加热温度进行调整。在该情况下，基板处理系统1具备比重计来作为浓度信息获取部即可。比重计例如能够设置于循环路径104。
此外，控制部18例如也可以将贮存容器102内的液体的水头压力用作浓度信息。在该情况下，基板处理系统1例如具备压力计来作为浓度信息获取部即可。另外，控制部18也可以将加热器109的消耗电力量用作浓度信息。在该情况下，基板处理系统1例如具备电力计来作为浓度信息获取部即可。
如上所述，第一实施方式所涉及的基板处理系统1(基板处理装置的一例)具备贮存容器102、处理单元16(基板处理部的一例)、回收路径114、废弃路径115、供给路径170、切换部80和控制部18(切换控制部的一例)。贮存容器102用于贮存硫酸(第一处理液)。处理单元16使用双氧水(第二处理液的一例)与从贮存容器102供给的硫酸的SPM来对晶圆W(基板的一例)进行处理。回收路径114使在处理单元16中使用后的SPM返回贮存容器102。废弃路径115将已使用SPM废弃到贮存容器102以外的场所。供给路径170向贮存容器102补充浓度与贮存容器102中贮存的硫酸相比浓度相对高的硫酸。切换部80将使用后的SPM的流入目的地在回收路径114与废弃路径115之间切换。控制部18基于预先决定的回收率对切换部80进行控制，使得在从处理单元16使用SPM的处理开始起到第一时间经过为止的期间，让使用后的SPM向废弃路径115流入，在从第一时间经过起到第二时间经过为止的期间，让使用后的SPM向回收路径114流入，在从第二时间经过起到使用SPM的处理结束为止的期间，让使用后的SPM向废弃路径115流入。
因而，根据第一实施方式所涉及的基板处理系统1，能够高精度地回收SPM以使用于对晶圆W进行处理的硫酸成为期望的浓度。
另外，回收率是使贮存容器102中贮存的硫酸的浓度维持为作为使用SPM的处理所需的硫酸的浓度的下限值而设定的浓度下限值Cmin的回收率。由此，能够尽可能地降低硫酸的消耗量。
另外，第一实施方式所涉及的基板处理系统1具备循环路径104、分支路径112和分隔构件130。循环路径104用于取出贮存容器102中贮存的硫酸并使其返回到贮存容器102。分支路径112与循环路径104连接，用于将在循环路径104中流动的硫酸供给到处理单元16。分隔构件130配置成与贮存容器102的侧壁121之间隔开间隙，将贮存容器102内上下分隔。另外，循环路径104的用于取出贮存容器102内的硫酸的取出口141配置于分隔构件130的下方，循环路径104的用于将从取出口141取出的硫酸向分隔构件130喷出的返回口142配置于分隔构件130的上方。由此，即使在从回收路径114向贮存容器102内供给已使用SPM的情况下，也能够尽早地使贮存容器102内的硫酸的浓度稳定。
另外，第一实施方式所涉及的基板处理系统1具备加热器109(加热部的一例)、浓度计110(浓度信息获取部的一例)和控制部18(温度控制部的一例)。加热器109对向处理单元16供给的硫酸进行加热。浓度计110获取向处理单元16供给的硫酸的浓度信息。控制部18根据由浓度计110获取到的浓度信息，对加热器109对硫酸的加热温度进行控制。
另外，第一实施方式所涉及的基板处理系统1具备控制部18(补充控制部的一例)。控制部18经由供给路径170向贮存容器102补充与贮存容器102中贮存的硫酸的初始浓度相同浓度且与贮存容器102内的液体的减少量相同量的硫酸。由此，无需丢弃增加部分或补充不足部分，因此能够尽可能地降低硫酸的消耗量。
(第二实施方式)
接着，参照图17来说明第二实施方式所涉及的基板处理系统中的处理液供给系统的结构。图17是表示第二实施方式所涉及的基板处理系统中的处理液供给系统的结构例的图。此外，在以下的说明中，对与已说明的部分同样的部分标注与已说明的部分相同的标记，省略重复的说明。
如图17所示，第二实施方式所涉及的基板处理系统1A具备处理流体供给源70A、处理流体供给源70B和处理单元16B。处理流体供给源70A与从第一实施方式所涉及的处理流体供给源70去除了供给路径170、阀171和硫酸供给源172后的结构同样。即，与第一实施方式所涉及的处理流体供给源70不同，不向处理流体供给源70A的贮存容器102补充硫酸。
处理流体供给源70B具备贮存容器102B、循环路径104B和分支路径112B来作为硫酸的供给系统。它们分别与第一实施方式所涉及的处理流体供给源70所具备的贮存容器102、循环路径104、分支路径112相同。
对贮存容器102B设置有与液面传感器S1同样的液面传感器S2。另外，在循环路径104B上从上游侧起依次设置有泵106B、过滤器108B、加热器109B和浓度计110B。泵106B、过滤器108B、加热器109B和浓度计110B与第一实施方式所涉及的泵106、过滤器108、加热器109和浓度计110相同。
各分支路径112B与各处理单元16B的混合部45B连接，将在循环路径104B中流动的硫酸供给到各混合部45B。在各分支路径112B上设置有阀113B。
另外，处理流体供给源70B具备双氧水供给路径160B、阀161B和双氧水供给源162B来作为双氧水的供给系统。双氧水供给路径160B的一端经由阀161B来与双氧水供给源162B连接，另一端与处理单元16B的混合部45B连接。
另外，处理流体供给源70B具备供给路径170B、阀171B和硫酸供给源172B。供给路径170B的一端经由阀171B来与硫酸供给源172B连接，另一端与贮存容器102B连接。硫酸供给源172B供给比贮存容器102B中贮存的硫酸浓度高的硫酸。
处理单元16B具备混合部45B。混合部45B将从分支路径112B供给的高浓度的硫酸与从双氧水供给路径160B供给的双氧水混合来生成混合液即SPM，将所生成的SPM供给到比混合部45靠上游侧的流路。此外，混合部45B也可以一体地组入到处理流体供给部40。
这样，在第二实施方式所涉及的基板处理系统1A中，除了利用从循环路径104供给的浓度下降了的硫酸生成的SPM以外，还将利用从供给路径170B供给的高浓度的硫酸生成的SPM向晶圆W喷出。
如上所述，当在循环路径104中流动的硫酸的浓度下降时，由于硫酸与双氧水的反应而产生的反应热下降。与此相对地，第二实施方式所涉及的基板处理系统1A能够通过利用高浓度的硫酸生成的SPM的反应热来补偿所述反应热的下降。因而，根据第二实施方式所涉及的基板处理系统1A，能够抑制随着硫酸的浓度下降而SPM处理的性能下降。
(第三实施方式)
接着，参照图18和图19来说明第三实施方式所涉及的基板处理系统的结构。图18是表示第三实施方式所涉及的基板处理系统1的概要结构的图。此外，对与图3同样的结构标注相同的标记。
新追加的共通排气路81将混入有在各处理单元16中使用后的药液的气氛统一收集并进行排气。下部排气路82与各处理单元16相对应地配备，它们的前端配置于各处理单元16的腔室20的下部，另一端与共通排气路81连接。
图19是表示第三实施方式所涉及的处理单元16的概要结构的图。对与图4同样的结构标注相同的标记。下部排气路82位于腔室20的下部，其前端位于与支柱部32相邻的位置。
从处理流体供给部40供给的SPM的一部分成为雾沫在晶圆W的上方飞舞，混入到气氛中。混入有SPM的气氛由于FFU 21的下降流被导向回收杯50的下方后从排气口52排出。
在回收杯50中使支柱部32旋转，因此回收杯50与支柱部32之间存在微小的间隙83。有时混入有SPM的气氛通过该间隙83从回收杯50内泄漏到回收杯50的下部。同样地，有时混入有SPM的气氛通过腔室20与支柱部32之间的微小的间隙84从腔室20内泄漏到腔室20的下部。
例如能够通过设置迷宫构造等来抑制气氛的通过。但是，应该极力防止向基板处理系统的外部的泄漏。
因而，在本实施方式中，下部排气路82对经由间隙84而最终从腔室20泄漏的气氛进行吸引。通过设为这样的结构，混入有SPM的气氛不会向基板处理系统的外部泄漏。
在本实施方式中，叙述了混入有SPM的气氛，但不限于此，例如，也能够应用于在对III-V族晶圆W进行清洗处理的基板处理系统中在腔室内产生包含砷化氢气体、硫化氢气体等药品的气氛的情况。
本领域技术人员能够容易地导出更多的效果、变形例。因此，本发明的更广泛的方式并不限定于如以上那样表示且记述的特定的详情和代表实施方式。因而，能够不脱离由所附的权利要求书及其等同物定义的总括的发明概念的精神或范围地进行各种变更。
附图标记说明
W：晶圆；1：基板处理系统；16：处理单元；18：控制部；80：切换部；102：贮存容器；114：回收路径；115：废弃路径；170：供给路径。

Claims (12)

1.一种基板处理装置，具备：
贮存容器，其用于贮存第一处理液；
基板处理部，其通过将第二处理液与从所述贮存容器供给的所述第一处理液的混合液向基板供给来对所述基板进行处理；
回收路径，其用于使供给到所述基板处理部的混合液返回到所述贮存容器；
废弃路径，其用于将所供给的所述混合液废弃到所述贮存容器以外的场所；
供给路径，其用于将所述第一处理液供给到所述贮存容器；
切换部，其使所供给的所述混合液的流入目的地在所述回收路径与所述废弃路径之间切换；
切换控制部，其对所述切换部进行控制，使得在从所述基板处理部开始向所述基板供给所述混合液起到第一时间经过为止的期间，使所供给的所述混合液向所述废弃路径流入，在所述第一时间经过后且到基于预先决定的回收率决定的第二时间经过为止的期间，使所供给的所述混合液向所述回收路径流入，在从所述第二时间经过起到所述混合液的供给结束为止的期间，使所供给的所述混合液向所述废弃路径流入。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，还具备：
循环路径，其用于取出所述贮存容器中贮存的所述第一处理液并使其返回到所述贮存容器；
分支路径，其与所述循环路径连接，用于将在所述循环路径中流动的所述第一处理液供给到所述基板处理部；以及
分隔构件，其配置成与所述贮存容器的侧壁之间隔开间隙，并将所述贮存容器内上下分隔，
所述循环路径的用于取出所述贮存容器内的第一处理液的取出口配置于所述分隔构件的下方，所述循环路径的用于将从所述取出口取出的第一处理液向所述分隔构件喷出的返回口配置于所述分隔构件的上方。
3.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，还具备：
加热部，其对向所述基板处理部供给的所述第一处理液进行加热；
浓度信息获取部，其获取向所述基板处理部供给的所述第一处理液的浓度信息；以及
温度控制部，其根据由所述浓度信息获取部获取到的浓度信息，来控制所述加热部对所述第一处理液进行加热的加热温度。
4.根据权利要求3所述的基板处理装置，其特征在于，
所述浓度信息获取部获取使用了所述混合液的所述基板的处理张数来作为所述浓度信息。
5.根据权利要求3所述的基板处理装置，其特征在于，
所述浓度信息获取部获取所述贮存容器中贮存的液体的比重来作为所述浓度信息。
6.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述供给路径向所述贮存容器补充具有如下浓度的第一处理液，该浓度为被回收并贮存于所述贮存容器的所述第一处理液的浓度以上的浓度，
所述回收率是使所述贮存容器中贮存的第一处理液的浓度维持为浓度下限值的回收率，该浓度下限值是作为使用所述混合液的处理所需的所述第一处理液的浓度的下限值而设定的。
7.根据权利要求6所述的基板处理装置，其特征在于，
还具备补充控制部，该补充控制部经由所述供给路径向所述贮存容器补充与所述贮存容器中贮存的第一处理液的初始浓度相同浓度且与所述贮存容器内的液体的减少量相同量的所述第一处理液。
8.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述第一处理液是硫酸，
所述第二处理液是双氧水。
9.一种基板处理装置中的基板处理方法，该基板处理装置具备：
贮存容器，其用于贮存第一处理液；
基板处理部，其通过将第二处理液与从所述贮存容器供给的所述第一处理液的混合液向基板供给来对所述基板进行处理；
回收路径，其用于使供给到所述基板处理部的混合液返回到所述贮存容器；
废弃路径，其用于将所供给的所述混合液废弃到所述贮存容器以外的场所；
供给路径，其用于将所述第一处理液供给到所述贮存容器；以及
切换部，其使所供给的所述混合液的流入目的地在所述回收路径与所述废弃路径之间切换，所述基板处理方法包括：
供给工序，使用所述基板处理部将所述混合液向所述基板供给；
回收工序，在所述供给工序中，在从开始所述混合液向所述基板的供给起到第一时间经过为止的期间，将在所述供给工序中所供给的混合液经由所述废弃路径废弃到所述贮存容器以外的场所，在所述第一时间经过后且到基于预先决定的回收率决定的第二时间经过为止的期间，使所供给的所述混合液经由所述回收路径返回到所述贮存容器，在从所述第二时间经过起到所述供给工序结束为止的期间，使所供给的所述混合液经由所述废弃路径废弃到所述贮存容器以外的场所。
10.根据权利要求9所述的基板处理方法，其特征在于，
所述供给路径用于向所述贮存容器补充具有如下浓度的第一处理液，该浓度为被回收并贮存于所述贮存容器的所述第一处理液的浓度以上的浓度，
所述回收率是使所述贮存容器中贮存的第一处理液的浓度维持为浓度下限值的回收率，该浓度下限值是作为使用所述混合液的处理所需的所述第一处理液的浓度的下限值而设定的。
11.根据权利要求10所述的基板处理方法，其特征在于，
还包括补充工序，在该补充工序中经由所述供给路径向所述贮存容器补充与所述贮存容器中贮存的第一处理液的初始浓度相同浓度且与所述贮存容器内的液体的减少量相同量的所述第一处理液。
12.根据权利要求9所述的基板处理方法，其特征在于，
所述第一处理液是硫酸，
所述第二处理液是双氧水。
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