CN108735626A - 基板处理方法和基板处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基板处理方法和基板处理装置。当磷酸容器内的磷酸水溶液的硅浓度达到规定浓度范围的上限值时，通过从磷酸容器排出磷酸水溶液和/或减少返回磷酸容器的磷酸水溶液的量，使磷酸容器内的液量减少到规定液量范围的下限值以下的值。当磷酸容器内的液量减少到规定液量范围的下限值以下的值时，通过向磷酸容器补充磷酸水溶液，使磷酸容器内的液量增加到规定液量范围内的值，并且使磷酸容器内的磷酸水溶液的硅浓度减低到规定浓度范围内的值。

Description

基板处理方法和基板处理装置
技术领域
本发明涉及对基板进行处理的基板处理方法和基板处理装置。作为处理对象的基板，例如包括半导体晶片、液晶显示装置用基板、等离子显示器用基板、FED(Field EmissionDisplay：场致发射显示器)用基板、光盘用基板、磁盘用基板、光磁盘用基板、光掩模用基板、陶瓷基板、太阳能电池用基板等。
背景技术
在半导体装置或液晶显示装置等的制造工序中，使用对半导体晶片或液晶显示装置用玻璃基板等基板进行处理的基板处理装置。日本JP2016-32029A公开了对基板一张一张地进行处理的单张式基板处理装置。
该基板处理装置具备：旋转卡盘，一边将基板保持为水平一边旋转基板；处理液喷嘴，向由旋转卡盘保持的基板喷出磷酸水溶液；以及杯，接收从基板甩掉的磷酸水溶液。在第一容器、第二容器和第三容器中贮存向基板供给的磷酸水溶液。
第一容器和第二容器贮存有基准磷酸浓度和基准硅浓度的磷酸水溶液。第一容器内的磷酸水溶液从处理液喷嘴喷出，并供给至基板。第二容器内的磷酸水溶液补充至第一容器。由此，将使第一容器内的液量维持为恒定。从基板甩掉的磷酸水溶液由杯接收，并导向第三容器。
为了补充未能回收到第三容器的磷酸水溶液，向第三容器供给调整为规定的磷酸浓度的新的磷酸水溶液。由此，在三个容器中贮存的磷酸水溶液的总量维持为恒定。然后，将向第三容器供给的新的磷酸水溶液的硅浓度，以使第三容器内的磷酸水溶液的硅浓度成为基准硅浓度的方式进行调整。当第二容器内的磷酸水溶液变少时，向第一容器补充第三容器内的磷酸水溶液，向基板供给的磷酸水溶液由第二容器回收。
在一边抑制硅氧化膜的蚀刻，一边蚀刻硅氮化膜的选择蚀刻中，使含有于磷酸水溶液的硅的浓度维持在规定浓度范围内，在稳定和提高选择比(硅氮化膜的蚀刻量/硅氧化膜的蚀刻量)方面重要。
另一方面，在单张式基板处理装置中，不能全部回收向基板供给的全部的处理液。这是因为，一部分处理液残留于基板和杯或者蒸发。在上述的日本JP2016-32029A中，为了使在三个容器中贮存的磷酸水溶液的总量维持为恒定，向第二容器或第三容器补充新的磷酸水溶液。而且，为了将第二容器或第三容器内的磷酸水溶液的硅浓度调整为基准硅浓度，变更补充的磷酸水溶液的硅浓度。
但是，上述的现有技术只是补充与不能回收的磷酸水溶液相当的量的磷酸水溶液，并不是为了促进补充磷酸水溶液，而有意地减少磷酸水溶液的总量。因此，在上述的现有技术中，不能变更补充磷酸水溶液的时刻或磷酸水溶液的补充量。
发明内容
本发明的一实施方式提供一种基板处理方法，向在表面露出有硅氧化膜和硅氮化膜的基板供给含有硅的磷酸水溶液，对所述硅氮化膜有选择地进行蚀刻，其中，所述基板处理方法包括：磷酸贮存工序，在磷酸容器中贮存向所述基板供给的所述磷酸水溶液；磷酸引导工序，从所述磷酸容器向磷酸喷嘴引导所述磷酸水溶液；磷酸喷出工序，从所述磷酸喷嘴向所述基板的表面喷出所述磷酸水溶液；基板旋转工序，与所述磷酸喷出工序并行，一边将所述基板保持为水平一边以通过所述基板的中央部的铅垂的旋转轴线为中心旋转所述基板；磷酸回收工序，由磷酸回收单元向所述磷酸容器回收从所述磷酸喷嘴供给到所述基板上的所述磷酸水溶液；浓度检测工序，检测所述磷酸容器内的所述磷酸水溶液的硅浓度；液量减少工序，当所述磷酸容器内的所述磷酸水溶液的硅浓度达到规定浓度范围的上限值时，通过从所述磷酸容器排出所述磷酸水溶液和/或减少返回所述磷酸容器的所述磷酸水溶液的量，使所述磷酸容器内的所述磷酸水溶液的液量减少到规定液量范围的下限值以下的值；磷酸补充工序，当在所述液量减少工序中所述磷酸容器内的所述磷酸水溶液的液量减少到所述规定液量范围的下限值以下的值时，通过从与所述磷酸回收单元不同的磷酸补充单元向所述磷酸容器补充磷酸水溶液，使所述磷酸容器内的所述磷酸水溶液的液量增加到所述规定液量范围内的值，并且使所述磷酸容器内的所述磷酸水溶液的硅浓度降低到所述规定浓度范围内的值。
根据该结构，将磷酸容器中贮存的磷酸水溶液向磷酸喷嘴引导，并从磷酸喷嘴喷出。从磷酸喷嘴喷出的磷酸水溶液着落到旋转的基板的表面(上表面或下表面)，沿着基板的表面向外方流动。由此，向基板的表面整个区域供给磷酸水溶液，对硅氮化膜有选择地进行蚀刻。
由磷酸回收单元向磷酸容器回收向基板供给的磷酸水溶液。在回收的磷酸水溶液中溶入有基板所含的硅。因此，当向基板继续供给磷酸水溶液时，磷酸容器内的磷酸水溶液的硅浓度逐渐上升。由硅浓度计检测磷酸容器内的磷酸水溶液的硅浓度。
当磷酸容器内的磷酸水溶液的硅浓度达到规定浓度范围的上限值时，使磷酸容器内的磷酸水溶液的液量减少。即，减少磷酸容器内的磷酸水溶液和返回磷酸容器的磷酸水溶液中的至少一个。这些磷酸水溶液是与没能回收的磷酸水溶液不同的磷酸水溶液。当磷酸容器内的磷酸水溶液的液量减少到规定液量范围的下限值以下的值时，从与磷酸回收单元不同的磷酸补充单元向磷酸容器补充磷酸水溶液。
当从磷酸补充单元向磷酸容器补充磷酸水溶液时，磷酸容器内的磷酸水溶液的液量增加到规定液量范围内的值。而且，由于在溶入有基板所含的硅的磷酸水溶液中加入不同的磷酸水溶液，因此通过磷酸水溶液的补充使磷酸容器内的磷酸水溶液的硅浓度逐渐降低。由此，将磷酸水溶液的硅浓度调整为规定浓度范围内的值。因此，能够使向基板供给的磷酸水溶液的硅浓度稳定。
这样，磷酸容器内的磷酸水溶液的液量不是逐渐减少与没能回收的磷酸水溶液相当的量，而是为了调节磷酸水溶液的硅浓度而有意的减少磷酸容器内的磷酸水溶液的液量。因此，能够有意地变更补充磷酸水溶液的时刻和磷酸水溶液的补充量。而且，通过变更补充的磷酸水溶液的液量等，能够调节磷酸水溶液补充后的硅浓度。由此，能够使磷酸容器内的磷酸水溶液的硅浓度稳定，能够使向基板供给的磷酸水溶液的硅浓度稳定。
在所述实施方式中，可以对所述基板处理方法增加以下的特征中的至少一个特征。
所述磷酸补充工序包括浓度变更工序，在所述浓度变更工序中变更从所述磷酸补充单元向所述磷酸容器补充的磷酸水溶液的硅浓度。
根据该结构，除了向磷酸容器补充磷酸水溶液的时刻和向磷酸容器补充的磷酸水溶液的液量之外，还能够有意地变更向磷酸容器补充的磷酸水溶液的硅浓度。由此，能够抑制补充磷酸水溶液不久后产生的温度的变动和不均衡。或者，能够抑制补充磷酸水溶液不久后产生的硅浓度的变动和不均衡。
具体来说，如果补充的磷酸水溶液的硅浓度足够低，则仅通过补充少量的磷酸水溶液，也能够使磷酸容器内的磷酸水溶液的硅浓度降低到规定浓度范围内的值。该情况下，即使补充的磷酸水溶液的温度与磷酸容器内的磷酸水溶液的温度不同，也能够抑制补充磷酸水溶液不久后在磷酸容器内产生的磷酸水溶液的温度的变动和不均衡。
此外，即使补充的磷酸水溶液的硅浓度没有极低，但是如果增加补充的磷酸水溶液的量，则也能够使磷酸容器内的磷酸水溶液的硅浓度降低到规定浓度范围内的值。该情况下，由于向磷酸容器补充硅浓度与磷酸容器内的磷酸水溶液的硅浓度大体相等的磷酸水溶液，因此能够抑制补充磷酸水溶液不久后产生的硅浓度的变动和不均衡。
所述磷酸回收工序包括喷出开始后回收工序，在所述喷出开始后回收工序中，在所述磷酸喷出工序中开始从所述磷酸喷嘴喷出磷酸水溶液后，开始向所述磷酸容器回收所述磷酸水溶液。
根据该结构，从喷出磷酸水溶液开始经过一定长度的时间后，开始回收磷酸水溶液。从基板溶入到磷酸水溶液的硅的量通常在开始向基板供给磷酸水溶液不久后最多，并随着时间的流逝减少。因此，不是向磷酸容器回收开始供给磷酸水溶液不久后从基板回收的磷酸水溶液，而是通过向排液配管排出开始供给磷酸水溶液不久后从基板回收的磷酸水溶液，从而能够抑制磷酸容器内的磷酸水溶液的硅浓度上升。
所述液量减少工序包括回收量减少工序，在所述回收量减少工序中当所述磷酸容器内的所述磷酸水溶液的硅浓度达到所述规定浓度范围的上限值时，使从所述基板返回到所述磷酸容器的所述磷酸水溶液的液量减少。
根据该结构，当磷酸容器内的磷酸水溶液的硅浓度达到规定浓度范围的上限值时，不是向磷酸容器回收向基板供给的磷酸水溶液的一部分，而是从排液配管排出向基板供给的磷酸水溶液的一部分。由此，减少从基板返回磷酸容器的磷酸水溶液的液量，使磷酸容器内的磷酸水溶液的液量减少。向基板供给的磷酸水溶液硅浓度逐渐上升。因此，能够一边抑制磷酸容器内的磷酸水溶液的硅浓度上升，一边减少磷酸容器内的磷酸水溶液的液量。
所述磷酸贮存工序包括将所述磷酸水溶液与所述磷酸容器的石英制的接触液体部进行接触的工序。
根据该结构，在磷酸容器设置有与磷酸水溶液接触的接触液体部，该接触液体部的至少一部分由石英制作。石英所含的硅溶入磷酸容器内的磷酸水溶液中。因此，磷酸容器内的磷酸水溶液的硅浓度不仅在向磷酸容器回收向基板供给磷酸水溶液的处理时，在没有向基板供给磷酸水溶液的非处理时也上升。当非处理时磷酸容器内的磷酸水溶液的硅浓度达到规定浓度范围的上限值时，有意地使磷酸容器内的磷酸水溶液的液量减少，向磷酸容器补充不同的磷酸水溶液。因此，在非处理时也能够使磷酸容器内的磷酸水溶液的硅浓度稳定。
所述基板处理方法还包括磷酸加热工序，在所述磷酸加热工序中在向所述磷酸喷嘴供给所述磷酸水溶液之前由加热器对所述磷酸水溶液进行加热；所述磷酸加热工序包括将所述磷酸水溶液与所述加热器的石英制的接触液体部进行接触的工序。
根据该结构，在加热器设置有与磷酸水溶液接触的接触液体部，该接触液体部的至少一部分由石英制作。石英所含的硅在向基板供给之前溶入磷酸水溶液中。当非处理时磷酸容器内的磷酸水溶液的硅浓度达到规定浓度范围的上限值时，有意地使磷酸容器内的磷酸水溶液的液量减少，向磷酸容器补充不同的磷酸水溶液。因此，在非处理时也能够使磷酸容器内的磷酸水溶液的硅浓度稳定。
本发明的另一实施方式的基板处理装置，向在表面露出有硅氧化膜和硅氮化膜的基板供给含有硅的磷酸水溶液，对所述硅氮化膜有选择地进行蚀刻，其中，所述基板处理装置包括：基板保持单元，一边将所述基板保持为水平一边以通过所述基板的中央部的铅垂的旋转轴线为中心旋转所述基板；磷酸喷嘴，向由所述基板保持单元保持的所述基板的表面喷出所述磷酸水溶液；磷酸容器，贮存从所述磷酸喷嘴喷出的所述磷酸水溶液；磷酸引导单元，从所述磷酸容器向所述磷酸喷嘴引导所述磷酸水溶液；磷酸回收单元，向所述磷酸容器回收从所述磷酸喷嘴供给到所述基板上的所述磷酸水溶液；磷酸补充单元，所述磷酸补充单元与所述磷酸回收单元不同，所述磷酸补充单元通过向所述磷酸容器补充磷酸水溶液，使所述磷酸容器内的所述磷酸水溶液的液量维持在规定液量范围内；液量减少单元，通过从所述磷酸容器排出所述磷酸水溶液和/或减少返回所述磷酸容器的所述磷酸水溶液的量，使所述磷酸容器内的所述磷酸水溶液的液量减少；硅浓度计，检测所述磷酸容器内的所述磷酸水溶液的硅浓度；以及控制装置，控制基板处理装置。
所述控制装置执行：磷酸贮存工序，在所述磷酸容器中贮存向所述基板供给的所述磷酸水溶液；磷酸引导工序，由所述磷酸引导单元从所述磷酸容器向磷酸喷嘴引导所述磷酸水溶液；磷酸喷出工序，从所述磷酸喷嘴向所述基板的表面喷出所述磷酸水溶液；基板旋转工序，与所述磷酸喷出工序并行，由所述基板保持单元以所述旋转轴线为中心旋转所述基板；磷酸回收工序，由所述磷酸回收单元向所述磷酸容器回收从所述磷酸喷嘴供给到所述基板上的所述磷酸水溶液；浓度检测工序，由所述硅浓度计检测所述磷酸容器内的所述磷酸水溶液的硅浓度；液量减少工序，当所述磷酸容器内的所述磷酸水溶液的硅浓度达到规定浓度范围的上限值时，由所述液量减少单元使所述磷酸容器内的所述磷酸水溶液的液量减少到所述规定液量范围的下限值以下的值；磷酸补充工序，当在所述液量减少工序中所述磷酸容器内的所述磷酸水溶液的液量减少到所述规定液量范围的下限值以下的值时，通过由所述磷酸补充单元向所述磷酸容器补充磷酸水溶液，使所述磷酸容器内的所述磷酸水溶液的液量增加到所述规定液量范围内的值，并且使所述磷酸容器内的所述磷酸水溶液的硅浓度降低到所述规定浓度范围内的值。根据该结构，能够获得与上述的效果相同的效果。
在所述实施方式中，能够在所述基板处理装置中增加以下的特征的至少一个特征。
所述磷酸补充单元包括浓度变更单元，所述浓度变更单元变更向所述磷酸容器补充的磷酸水溶液的硅浓度；所述磷酸补充工序包括浓度变更工序，在所述浓度变更工序中，由所述浓度变更单元变更向所述磷酸容器补充的磷酸水溶液的硅浓度。根据该结构，能够获得与上述的效果相同的效果。
所述磷酸回收工序包括喷出开始后回收工序，在所述喷出开始后回收工序中，在所述磷酸喷出工序中开始从所述磷酸喷嘴喷出磷酸水溶液后，由所述磷酸回收单元开始向所述磷酸容器回收所述磷酸水溶液。根据该结构，能够获得与上述的效果相同的效果。
所述磷酸回收单元包括：筒状的处理杯，接收从由所述基板保持单元保持的所述基板飞散的磷酸水溶液；以及回收配管，向所述磷酸容器引导所述处理杯内的磷酸水溶液；所述液量减少单元包括：排液配管，从所述处理杯和回收配管中的至少一个排出所述磷酸水溶液；以及回收排液切换阀，对包括回收状态和排液状态的多个状态进行切换，所述回收状态是由所述处理杯接收的所述磷酸水溶液经由所述回收配管返回所述磷酸容器的状态；所述排液状态是向所述排液配管排出由所述处理杯接收的磷酸水溶液的状态；所述液量减少工序包括回收量减少工序，在所述回收量减少工序中，当所述磷酸容器内的所述磷酸水溶液的硅浓度达到所述规定浓度范围的上限值时，将所述回收排液切换阀从所述回收状态切换为所述排液状态，使从所述基板返回到所述磷酸容器的所述磷酸水溶液的液量减少。
根据该结构，由处理杯接收从基板飞散的磷酸水溶液。在回收排液切换阀是回收状态时，由处理杯接收的磷酸水溶液经由回收配管导向磷酸容器。在回收排液切换阀是排液状态时，不向磷酸容器回收由处理杯接收的磷酸水溶液，而向排液配管排出由处理杯接收的磷酸水溶液。因此，在回收排液切换阀是排液状态时，使从处理杯返回磷酸容器的磷酸水溶液的液量减少。
当向基板供给磷酸水溶液时，基板所含的硅溶入磷酸水溶液中，使硅浓度上升。由于由处理杯接收的磷酸水溶液是向基板供给的磷酸水溶液，因此硅浓度逐渐上升。当向磷酸容器回收该磷酸水溶液时，磷酸容器内的磷酸水溶液的硅浓度上升。因此，通过向排液配管排出从处理杯应向磷酸容器回收的磷酸水溶液，能防止这种硅浓度的上升，从而能够抑制硅浓度的变动。
所述磷酸容器包括石英制的接触液体部，所述石英制的接触液体部与磷酸水溶液进行接触。根据该结构，能够获得与上述的效果相同的效果。
所述基板处理装置还具备加热器，所述加热器在向所述磷酸喷嘴供给所述磷酸水溶液之前对所述磷酸水溶液进行加热；所述加热器包括石英制的接触液体部，所述石英制的接触液体部与所述磷酸水溶液进行接触。根据该结构，能够获得与上述的效果相同的效果。
通过下面参照附图说明的实施方式，明确本发明的上述或者其它目的、特征以及效果。
附图说明
图1是沿水平方向观察本发明的一实施方式的基板处理装置所具备的处理单元的示意图。
图2是表示基板处理装置所具备的磷酸供给系统等的示意图。
图3是表示基板处理装置的电结构的框图。
图4是表示由基板处理装置进行处理的基板的截面的一例的剖视图。
图5是用于说明由基板处理装置对基板进行处理的一例的工序图。
图6是表示控制装置的功能块的框图。
图7A是表示磷酸容器内的磷酸水溶液的硅浓度随时间的变化和磷酸容器内的液量随时间的变化的时序图。
图7B是表示磷酸容器内的磷酸水溶液的硅浓度随时间的变化和磷酸容器内的液量随时间的变化的时序图。
图8是表示本发明的另一实施方式的磷酸容器内的磷酸水溶液的硅浓度随时间的变化和磷酸容器内的液量随时间的变化的时序图。
具体实施方式
图1是沿水平方向观察本发明的一实施方式的基板处理装置1所具备的处理单元2的示意图。
基板处理装置1是对半导体晶片等的圆板状的基板W一张一张地进行处理的单张式装置。基板处理装置1包括：多个处理单元2，用处理液或处理气体等处理流体对基板W进行处理；搬运机械手(未图示)，向多个处理单元2搬运基板W；以及控制装置3，控制基板处理装置1。
处理单元2包括：旋转卡盘5，一边在腔室4内将基板W保持为水平一边以通过基板W的中央部的铅垂的旋转轴线A1为中心旋转基板W；以及筒状的处理杯10，接收从基板W向外方飞散的处理液。
旋转卡盘5包括：圆板状的旋转基座7，保持为水平的姿势；多个卡盘销6，在旋转基座7的上方将基板W保持为水平的姿势；旋转轴8，从旋转基座7的中央部向下方延伸；旋转马达9，通过旋转旋转轴8使旋转基座7和多个卡盘销6旋转。旋转卡盘5不限于使多个卡盘销6与基板W的外周面接触的挟持式卡盘，也可以是通过使作为非器件形成面的基板W的背面(下表面)吸附于旋转基座7的上表面来将基板W保持为水平的真空式卡盘。
处理杯10包括：多个挡板11，接收从基板W向外方排出的液体；以及多个杯12，接收由挡板11向下方引导的液体。挡板11包括：圆筒状的筒状部11b，包围旋转卡盘5；以及圆环状的顶部11a，从筒状部11b的上端部朝向旋转轴线A1倾斜向上延伸。多个顶部11a在上下方向上重叠，多个筒状部11b呈同心圆状。多个杯12分别配置在多个筒状部11b的下方。杯12形成有向上开放的环状的接液槽12a。处理杯10、挡板11和杯12是磷酸回收单元的一例。
处理单元2包括使多个挡板11独立地升降的挡板升降单元13。挡板升降单元13使挡板11在上位置和下位置之间在铅垂方向上升降。上位置是挡板11的上端比旋转卡盘5保持基板W的基板保持位置更靠上方的位置。下位置是挡板11的上端比基板保持位置更靠下方的位置。顶部11a的圆环状的上端相当于挡板11的上端。挡板11的上端在俯视下包围基板W和旋转基座7。
在旋转卡盘5使基板W旋转的状态下，向基板W供给处理液时，向基板W供给的处理液被甩向基板W的周围。在向基板W供给处理液时，至少一个挡板11的上端配置在比基板W更靠上方的位置。因此，向基板W的周围排出的药液和冲洗液等处理液由某一个挡板11接收，并导向与该挡板11对应的杯12。
处理单元2包括朝向基板W的上表面向下方喷出磷酸水溶液的磷酸喷嘴14。磷酸喷嘴14是喷出作为第一药液的一例的磷酸水溶液的第一药液喷嘴的一例。磷酸喷嘴14与引导磷酸水溶液的磷酸配管15连接。当打开安装在磷酸配管15上的磷酸阀16时，从磷酸喷嘴14的喷出口向下方连续地喷出磷酸水溶液。
磷酸水溶液是以磷酸(H3PO4)作为主要成分的水溶液。磷酸水溶液中的磷酸的浓度例如在50％～100％的范围内，优选90％左右。磷酸水溶液的沸点根据磷酸水溶液中的磷酸浓度不同，大概在140℃～195℃的范围内。磷酸水溶液含有硅。磷酸水溶液的硅的浓度例如为15～150ppm，优选为40～60ppm。磷酸水溶液所含的硅可以是硅单体或硅化合物，也可以是硅单体和硅化合物。此外，磷酸水溶液所含的硅可以是通过供给磷酸水溶液从基板W溶出的硅，也可以是向磷酸水溶液添加的硅。
虽未图示，磷酸阀16包括形成流路的阀主体、配置在流路内的阀体和移动阀体的致动器。关于其他阀也相同。致动器可以是空压致动器或电动致动器，也可以是这些之外的致动器。控制装置3通过控制致动器，变更磷酸阀16的开度。
磷酸喷嘴14是能够在腔室4内移动的扫描喷嘴。磷酸喷嘴14连接于使磷酸喷嘴14在铅垂方向和水平方向中的至少一个方向上移动的第一喷嘴移动单元17。第一喷嘴移动单元17使磷酸喷嘴14在处理位置和退避位置之间沿水平移动，处理位置是从磷酸喷嘴14喷出的磷酸水溶液着落到基板W的上表面的位置，退避位置是在俯视下磷酸喷嘴14位于旋转卡盘5的周围的位置。
处理单元2包括朝向基板W的上表面向下方喷出SC1(含有NH4OH和H2O2的混合液)的SC1喷嘴18。SC1喷嘴18是喷出作为第二药液的一例的SC1的第二药液喷嘴的一例。SC1喷嘴18与引导SC1的SC1配管19连接。当打开安装在SC1配管19上的SC1阀20时，从SC1喷嘴18的喷出口向下方连续地喷出SC1。
SC1喷嘴18是能够在腔室4内移动的扫描喷嘴。SC1喷嘴18连接于使SC1喷嘴18在铅垂方向和水平方向中的至少一个方向上移动的第二喷嘴移动单元21。第二喷嘴移动单元21使SC1喷嘴18在处理位置和退避位置之间沿水平方向移动，处理位置是从SC1喷嘴18喷出的SC1着落到基板W的上表面的位置，退避位置是在俯视下SC1喷嘴18位于旋转卡盘5的周围的位置。
处理单元2包括朝向基板W的上表面向下方喷出冲洗液的冲洗液喷嘴22。冲洗液喷嘴22与引导冲洗液的冲洗液配管23连接。当打开安装在冲洗液配管23上的冲洗液阀24时，从冲洗液喷嘴22的喷出口向下方连续地喷出冲洗液。冲洗液例如是纯水(去离子水(DIW)：Deionized water)。冲洗液不限于纯水，可以是电解离子水、含氢水、臭氧水和稀释浓度(例如，10～100ppm左右)的盐酸水中的任一种液体。
冲洗液喷嘴22是在冲洗液喷嘴22的喷出口静止的状态下喷出冲洗液的固定喷嘴。冲洗液喷嘴22相对腔室4的底部固定。处理单元2也可以具备使冲洗液喷嘴22在处理位置和退避位置之间沿水平方向移动的喷嘴移动单元，处理位置是从冲洗液喷嘴22喷出的冲洗液着落到基板W的上表面的位置，退避位置是在俯视下冲洗液喷嘴22位于旋转卡盘5的周围的位置。旋转卡盘5是基板保持单元的一例。
图2是表示基板处理装置1所具备的磷酸供给系统等的示意图。
基板处理装置1的磷酸供给系统包括：磷酸容器31，贮存从磷酸喷嘴14喷出的磷酸水溶液；以及循环配管32，使磷酸容器31内的磷酸水溶液循环。磷酸供给系统还包括：泵33，向循环配管32输送磷酸容器31内的磷酸水溶液；加热器34，在由磷酸容器31和循环配管32形成的环状的循环管路中对磷酸水溶液进行加热；以及过滤器35，从在循环配管32内流动的磷酸水溶液去除异物。
泵33、过滤器35和加热器34安装于循环配管32。向磷酸喷嘴14引导磷酸水溶液的磷酸配管15与循环配管32连接。泵33始终向循环配管32输送磷酸容器31内的磷酸水溶液。磷酸供给系统可以具备通过使磷酸容器31内的气压上升来向循环配管32挤压磷酸容器31内的磷酸水溶液的加压装置来代替泵33。泵33和加压装置都是向循环配管32输送磷酸容器31内的磷酸水溶液的送液装置的一例。磷酸配管15、循环配管32和泵33是磷酸引导单元的一例。
循环配管32的上游端和下游端与磷酸容器31连接。从磷酸容器31向循环配管32的上游端输送磷酸水溶液，并且磷酸水溶液从循环配管32的下游端返回到磷酸容器31。由此，磷酸容器31内的磷酸水溶液在循环管路中循环。在磷酸水溶液在循环管路中循环的期间，由过滤器35去除磷酸水溶液所含的异物，由加热器34对磷酸水溶液进行加热。由此，将磷酸容器31内的磷酸水溶液维持为高于室温(例如20～30℃)的恒定的温度。由加热器34加热的磷酸水溶液的温度可以是该浓度的沸点，也可以是低于沸点的温度。
基板处理装置1的回收系统除了处理杯10之外，还包括：回收配管36，向磷酸容器31引导由处理杯10接收的磷酸水溶液；以及回收阀37，开闭回收配管36。回收配管36和回收阀37是磷酸回收单元的一例。基板处理装置1的排液系统包括：排液配管38，与处理杯10或回收配管36连接；排液阀39，开闭排液配管38；以及排液流量调整阀40，变更向排液配管38排出的磷酸水溶液的流量。在图2中，排液配管38在回收阀37的上游与回收配管36连接。排液配管38、排液阀39和排液流量调整阀40是液量减少单元的一例。回收阀37和排液阀39是回收排液切换阀的一例。
回收排液切换阀包括回收阀37和排液阀39。回收排液切换阀可以具备配置在回收配管36和排液配管38之间的连接位置的三通阀，来代替回收阀37和排液阀39。在打开回收阀37，关闭排液阀39的回收状态时，经由回收配管36将由处理杯10接收的磷酸水溶液回收到磷酸容器31。在关闭回收阀37，打开排液阀39的排液状态时，以与排液流量调整阀40的开度对应的流量向排液配管38排出由处理杯10接收的磷酸水溶液。
基板处理装置1的排出系统包括：排出配管41，排出磷酸容器31内的磷酸水溶液；排出阀42，安装在排出配管41上；以及排出流量调整阀43，变更向排出配管41排出的磷酸水溶液的流量。排出配管41、排出阀42和排出流量调整阀43是液量减少单元的一例。当打开排出阀42时，以与排出流量调整阀43的开度对应的流量向排出配管41排出磷酸容器31内的磷酸水溶液。由此，磷酸容器31内的磷酸水溶液的液量减少。由多个液量传感器44检测磷酸容器31内的磷酸水溶液的液量。
多个液量传感器44包括：上限传感器44h，检测磷酸容器31内的磷酸水溶液的液量是否小于规定液量范围的上限值；下限传感器44L，检测磷酸容器31内的磷酸水溶液的液量是否小于规定液量范围的下限值；目标传感器44t，检测磷酸容器31内的磷酸水溶液的液量是否小于上限值和下限值之间的目标值。当磷酸容器31内的磷酸水溶液的液量减少到规定液量范围的下限值时，从基板处理装置1的补充系统向磷酸容器31补充未使用的新的磷酸水溶液。由此，将磷酸容器31内的磷酸水溶液的液量维持为规定液量范围内的值。
基板处理装置1的补充系统向磷酸容器31补充与由上述的回收系统回收的磷酸水溶液不同的磷酸水溶液。以下，为了与由回收系统回收的磷酸水溶液进行区别，将由补充系统补充的磷酸水溶液称为未使用的磷酸水溶液或新的磷酸水溶液。补充系统是与回收系统独立的系统。
补充系统包括：补充配管45，向磷酸容器31供给未使用的磷酸水溶液；以及补充阀46，开闭补充配管45。补充系统还包括：第一独立配管47A，向补充配管45供给第一硅浓度的未使用的磷酸水溶液；以及第二独立配管47B，向补充配管45供给第二硅浓度的未使用的磷酸水溶液。第一补充阀48A和第一补充流量调整阀49A安装在第一独立配管47A上。第二补充阀48B和第二补充流量调整阀49B安装在第二独立配管47B上。补充配管45、补充阀46、第一独立配管47A、第二独立配管47B、第一补充阀48A、第二补充阀48B、第一补充流量调整阀49A、第二补充流量调整阀49B是磷酸补充单元的一例。第一补充流量调整阀49A和第二补充流量调整阀49B是浓度变更单元的一例。
第一硅浓度是大于第二硅浓度的值。第一硅浓度例如是与磷酸水溶液的循环和加热开始前的磷酸容器31内的磷酸水溶液的硅浓度相等的值。第一硅浓度例如是50ppm，第二硅浓度例如是0ppm。第一独立配管47A和第二独立配管47B都向补充配管45供给室温的磷酸水溶液。补充系统可以具备对向磷酸容器31补充的未使用的磷酸水溶液进行加热的新液用加热器。
当打开第一补充阀48A时，向补充配管45供给第一硅浓度的磷酸水溶液。相同地，当打开第二补充阀48B时，向补充配管45供给第二硅浓度的磷酸水溶液。当打开第一补充阀48A和第二补充阀48B时，向磷酸容器31补充第一硅浓度和第二硅浓度之间的硅浓度的磷酸水溶液。向磷酸容器31补充的磷酸水溶液的液量和硅浓度通过第一补充流量调整阀49A和第二补充流量调整阀49B的开度来调节。
磷酸供给系统包括：硅浓度计50，检测磷酸容器31内的磷酸水溶液的硅浓度；磷酸浓度计51，检测磷酸容器31内的磷酸水溶液的磷酸浓度；供水配管52，向磷酸容器31供给纯水；以及供水阀53，安装在供水配管52上。加热器34以水的沸点以上的温度对磷酸水溶液进行加热。当磷酸水溶液所含的水蒸发时，磷酸水溶液中的磷酸的浓度上升。控制装置3基于磷酸浓度计51的检测值打开供水阀53，向磷酸容器31补充纯水。由此，将磷酸水溶液中的磷酸的浓度维持在规定浓度范围内。
图3是表示基板处理装置1的电结构的框图。
控制装置3包括计算机本体3a和与计算机本体3a连接的周边装置3b。计算机本体3a包括：CPU61(central processing unit：中央处理装置)，执行各种命令；以及主存储装置62，存储信息。周边装置3b包括：辅助存储装置63，存储程序P等的信息；读取装置64，从可移动介质M读取信息；以及通信装置65，与主计算机HC等的控制装置3以外的装置进行通信。
控制装置3与输入装置66和显示装置67连接。用户和维护担当者等操作者在向基板处理装置1输入信息时操作输入装置66。信息显示在显示装置67的画面上。输入装置66可以是键盘、指示器件和触摸面板中的任一个装置，也可以是这些之外的装置。也可以在基板处理装置1设置兼做输入装置66和显示装置67的触摸面板显示器。
CPU61执行存储于辅助存储装置63的程序P。辅助存储装置63内的程序P可以是预先安装于控制装置3的程序，可以是通过读取装置64从可移动介质M发送到辅助存储装置63的程序，也可以是通过通信装置65从主计算机HC等的外部装置发送到辅助存储装置63的程序。
辅助存储装置63和可移动介质M是即使不供给电力也能够保持存储的非易失性存储器。辅助存储装置63例如是硬盘驱动器等磁存储装置。可移动介质M例如是小型磁盘等光盘或存储器卡等半导体存储器。可移动介质M是存储有程序P的计算机可读取存储媒体的一例。
控制装置3以根据由主计算机HC指定的规程对基板W进行处理的方式控制基板处理装置1。辅助存储装置63存储有多个规程。规程是规定基板W的处理内容、处理条件和处理顺序的信息。多个规程在基板W的处理内容、处理条件和处理顺序中的至少一种上彼此不同。以下的各工序通过控制装置3控制基板处理装置1来执行。换言之，控制装置3以执行以下的各工序的方式被编程。
图4是表示由基板处理装置1进行处理的基板W的截面的一例的剖视图。图5是用于说明由基板处理装置1对基板W进行处理的一例的工序图。以下，参照图1、图4和图5。
如图4所示，由基板处理装置1进行处理的基板W的一例是，具有露出硅氧化膜Fo(SiO2)和硅氮化膜Fn(SiN)的表面(器件形成面)的硅晶片。在后述的基板W的处理的一例中，向这种基板W供给磷酸水溶液。由此，能够一边抑制对硅氧化膜Fo的蚀刻，一边以规定的蚀刻速率(单位时间的蚀刻量)对硅氮化膜Fn进行蚀刻。
由基板处理装置1对基板W进行处理时，进行向腔室4内搬入基板W的搬入工序(图5的步骤S1)。
具体来说，在全部的喷嘴从基板W的上方退避，全部的挡板11位于下位置的状态下，搬运机械手(未图示)一边由手部支撑基板W，一边使手部进入到腔室4内。然后，搬运机械手以基板W的表面朝上的状态将手部上的基板W放在旋转卡盘5上。然后，搬运机械手使手部从腔室4的内部退避。旋转马达9在由卡盘销6把持基板W后，开始旋转基板W。
接着，进行向基板W供给磷酸水溶液的磷酸供给工序(图5的步骤S2)。
具体来说，第一喷嘴移动单元17使磷酸喷嘴14移动到处理位置，挡板升降单元13使某一个挡板11与基板W相对。然后，打开磷酸阀16，从磷酸喷嘴14开始喷出磷酸水溶液。在磷酸喷嘴14喷出磷酸水溶液时，第一喷嘴移动单元17可以使磷酸喷嘴14在中央处理位置和外周处理位置之间移动，中央处理位置是从磷酸喷嘴14喷出的磷酸水溶液着落到基板W的上表面中央部的位置，外周处理位置是从磷酸喷嘴14喷出的磷酸水溶液着落到基板W的上表面外周部的位置，第一喷嘴移动单元17也可以使磷酸喷嘴14以使磷酸水溶液的着落位置位于基板W的上表面中央部的方式静止。
从磷酸喷嘴14喷出的磷酸水溶液着落到基板W的上表面后，沿着旋转的基板W的上表面向外方流动。由此，形成覆盖基板W的上表面整个区域的磷酸水溶液的液膜，向基板W的上表面整个区域供给磷酸水溶液。特别地，在第一喷嘴移动单元17使磷酸喷嘴14在中央处理位置和外周处理位置之间移动的情况下，由于基板W的上表面整个区域被磷酸水溶液的着落位置扫描，因此向基板W的上表面整个区域均衡地供给磷酸水溶液。由此，对基板W的上表面均衡地进行处理。当从打开磷酸阀16开始经过规定时间时，关闭磷酸阀16，停止从磷酸喷嘴14喷出磷酸水溶液。然后，第一喷嘴移动单元17使磷酸喷嘴14移动到退避位置。
接着，进行向基板W的上表面供给作为冲洗液的一例的纯水的第一冲洗液供给工序(图5的步骤S3)。
具体来说，打开冲洗液阀24，从冲洗液喷嘴22开始喷出纯水。着落到基板W的上表面的纯水沿着旋转的基板W的上表面向外方流动。基板W上的磷酸水溶液被从冲洗液喷嘴22喷出的纯水洗掉。由此，形成覆盖基板W的上表面整个区域的纯水的液膜。当从打开冲洗液阀24开始经过规定时间时，关闭冲洗液阀24，停止喷出纯水。
接着，进行向基板W供给SC1的SC1供给工序(图5的步骤S4)。
具体来说，第二喷嘴移动单元21使SC1喷嘴18移动到处理位置，挡板升降单元13使与磷酸供给工序时不同的挡板11与基板W相对。然后，打开SC1阀20，从SC1喷嘴18开始喷出SC1。在SC1喷嘴18喷出SC1时，第二喷嘴移动单元21可以使SC1喷嘴18在中央处理位置和外周处理位置之间移动，中央处理位置是从SC1喷嘴18喷出的SC1着落到基板W的上表面中央部的位置，外周处理位置是从SC1喷嘴18喷出的SC1着落到基板W的上表面外周部的位置，第二喷嘴移动单元21也可以使SC1喷嘴18以使SC1的着落位置位于基板W的上表面中央部的方式静止。
从SC1喷嘴18喷出的SC1着落到基板W的上表面后，沿着旋转的基板W的上表面向外方流动。由此，形成覆盖基板W的上表面整个区域的SC1的液膜，向基板W的上表面整个区域供给SC1。特别地，在第二喷嘴移动单元21使SC1喷嘴18在中央处理位置和外周处理位置之间移动的情况下，由于基板W的上表面整个区域被SC1的着落位置扫描，因此向基板W的上表面整个区域均衡地供给SC1。由此，对基板W的上表面均衡地进行处理。当从打开SC1阀20开始经过规定时间时，关闭SC1阀20，停止从SC1喷嘴18喷出SC1。然后，第二喷嘴移动单元21使SC1喷嘴18移动到退避位置。
接着，进行向基板W的上表面供给作为冲洗液的一例的纯水的第二冲洗液供给工序(图5的步骤S5)。
具体来说，打开冲洗液阀24，从冲洗液喷嘴22开始喷出纯水。着落到基板W的上表面的纯水沿着旋转的基板W的上表面向外方流动。基板W上的SC1被从冲洗液喷嘴22喷出的纯水洗掉。由此，形成覆盖基板W的上表面整个区域的纯水的液膜。当从打开冲洗液阀24开始经过规定时间时，关闭冲洗液阀24，停止喷出纯水。
接着，进行借助基板W的高速旋转使基板W干燥的干燥工序(图5的步骤S6)。
具体来说，旋转马达9使基板W向旋转方向加速，使基板W以大于之前的基板W的旋转速度的高旋转速度(例如数千rpm)旋转。由此，从基板W去除液体，使基板W干燥。当从基板W高速旋转开始经过规定时间时，旋转马达9停止旋转。由此，使基板W停止旋转。
接着，进行从腔室4搬出基板W的搬出工序(图5的步骤S7)。
具体来说，挡板升降单元13使全部的挡板11下降到下位置。然后，搬运机械手(未图示)使手部进入到腔室4内。在多个卡盘销6解除对基板W的把持后，搬运机械手由手部支撑旋转卡盘5上的基板W。然后，搬运机械手一边由手部支撑基板W，一边使手部从腔室4的内部退避。由此，从腔室4搬出处理完的基板W。
图6是表示控制装置3的功能块的框图。以下，参照图2、图3、和图6。
控制装置3包括使磷酸容器31内的磷酸水溶液的硅浓度稳定的硅浓度控制部71。硅浓度控制部71是通过由CPU61执行安装于控制装置3的程序P来实现的功能块。
硅浓度控制部71包括：浓度监控部72，基于硅浓度计50的检测值监控磷酸容器31内的磷酸水溶液的硅浓度；液量减少部73，根据来自浓度监控部72的液量减少指令使磷酸容器31内的磷酸水溶液的液量减少到规定液量范围的下限值以下的值；以及新液补充部76，通过向磷酸容器31补充未使用的新的磷酸水溶液使磷酸容器31内的磷酸水溶液的液量增加到规定液量范围内的值。
液量减少部73包括：容器液减少部74，通过开闭排出阀42，使磷酸容器31内的液体减少；以及回收量减少部75，通过开闭回收阀37和排液阀39，使从杯12回收到磷酸容器31的磷酸水溶液的液量减少。排出流量调整阀43的开度由容器液减少部74进行变更，排液流量调整阀40的开度由回收量减少部75进行变更。
新液补充部76包括：液量监控部77，基于液量传感器44的检测值监控磷酸容器31内的磷酸水溶液的液量；补充执行部78，根据来自液量监控部77的补充指令打开补充阀46，向磷酸容器31补充磷酸水溶液；以及浓度变更部79，通过对第一补充流量调整阀49A和第二补充流量调整阀49B的开度进行变更，变更向磷酸容器31补充的磷酸水溶液的硅浓度。
当在向磷酸容器31补充的磷酸水溶液的液量相同的情况下，使补充的磷酸水溶液的硅浓度变化时，补充磷酸水溶液前后的磷酸容器31内的磷酸水溶液的硅浓度的变化量也变化。因此，硅浓度控制部71通过新液补充部76使补充的磷酸水溶液的硅浓度变化，能够变更补充磷酸水溶液前后的磷酸容器31内的磷酸水溶液的硅浓度的变化量。
图7A和图7B是表示磷酸容器31内的磷酸水溶液的硅浓度随时间的变化和磷酸容器31内的磷酸水溶液的液量随时间的变化的时序图。图7B表示图7A的续图。以下，参照图2、图6、图7A和图7B。
当打开磷酸阀16时(图7A的时刻T1)，向磷酸喷嘴14输送磷酸容器31内的磷酸水溶液，并且从磷酸喷嘴14向基板W喷出磷酸容器31内的磷酸水溶液。可以在打开磷酸阀16之前或之后打开回收阀37，也可以在打开磷酸阀16的同时打开回收阀37。图7A表示打开磷酸阀16后打开回收阀37的例子(图7A的时刻T2)。在打开回收阀37时关闭排液阀39，在关闭回收阀37时打开排液阀39。
在打开回收阀37时，向磷酸容器31回收向基板W供给的磷酸水溶液。当向基板W供给磷酸水溶液时，基板W所含的硅溶入磷酸水溶液，从而硅浓度上升。当向磷酸容器31回收该磷酸水溶液时，磷酸容器31内的磷酸水溶液的硅浓度上升。控制装置3的浓度监控部72基于硅浓度计50的检测值监控磷酸容器31内的磷酸水溶液的硅浓度。
当磷酸容器31内的磷酸水溶液的硅浓度达到规定浓度范围的上限值时(图7A的时刻T3)，浓度监控部72向控制装置3的液量减少部73传递使磷酸容器31内的磷酸水溶液的液量减少的液量减少指令。液量减少部73接收液量减少指令，使磷酸容器31内的磷酸水溶液的液量减少到规定液量范围的下限值以下的值(时刻T3～时刻T5)。图7A表示通过向排出配管41排出磷酸容器31内的磷酸水溶液，使磷酸容器31内的磷酸水溶液的液量减少的例子。该情况下，液量减少部73打开排出阀42规定时间(时刻T3～时刻T5)。
当打开排出阀42时，磷酸容器31内的磷酸水溶液的液量逐渐减少。当磷酸容器31内的磷酸水溶液的液量达到规定液量范围的下限值时(图7A的时刻T4)，控制装置3的新液补充部76打开补充阀46(图7A的时刻T4)，向磷酸容器31补充未使用的新的磷酸水溶液。此时，还打开回收阀37和排出阀42。因此，一面向磷酸容器31供给向基板W供给的磷酸水溶液和未使用的新的磷酸水溶液，另一面向排出配管41排出磷酸容器31内的磷酸水溶液的一部分。
如果向排出配管41排出的磷酸水溶液的流量大于向磷酸容器31补充的磷酸水溶液的流量，则磷酸容器31内的磷酸水溶液的液量的减少率变得平缓。图7A表示该例。与此相反，如果向排出配管41排出的磷酸水溶液的流量小于向磷酸容器31补充的磷酸水溶液的流量，则磷酸容器31内的磷酸水溶液的液量增加。如果两者相等，则磷酸容器31内的液量维持为大体恒定。
当磷酸容器31内的磷酸水溶液的液量达到上限值和下限值之间的目标值时，新液补充部76关闭补充阀46(图7A的时刻T6)，停止补充磷酸水溶液。这样，磷酸容器31内的磷酸水溶液的液量恢复到规定液量范围内的值。而且，由于向磷酸容器31补充的未使用的磷酸水溶液的硅浓度低于磷酸容器31内的磷酸水溶液的硅浓度，因此在向磷酸容器31补充未使用的磷酸水溶液的期间(图7A的时刻T4～时刻T6)，磷酸容器31内的磷酸水溶液的硅浓度降低。由此，使磷酸容器31内的磷酸水溶液的硅浓度降低到规定浓度范围内的值(图7A的时刻T6)。
由于在图7A的时刻T6关闭补充阀46后，继续回收向基板W供给的磷酸水溶液，但停止补充磷酸水溶液，因此磷酸容器31内的磷酸水溶液的硅浓度重新继续上升。当磷酸水溶液的硅浓度达到规定浓度范围的上限值时(图7A的时刻T7)，与上述相同地，进行磷酸水溶液的排出和磷酸水溶液的补充(图7A的时刻T7～时刻T8)。由此，能够抑制向基板W供给的磷酸水溶液的硅浓度变动。
当从打开磷酸阀16开始经过规定时间时，关闭磷酸阀16(图7B的时刻T9)，停止从磷酸喷嘴14喷出磷酸水溶液。然后，关闭回收阀37，打开排液阀39(图7B的时刻T10)。当停止喷出磷酸水溶液时，没有磷酸水溶液从杯12返回到磷酸容器31。但是，由于磷酸容器31和加热器34所含的硅溶入磷酸容器31内的磷酸水溶液，因此磷酸容器31内的磷酸水溶液的硅浓度以比之前小的比例继续上升(图7B的时刻T10～时刻T11)。
当在停止向基板W供给磷酸水溶液时，磷酸容器31内的磷酸水溶液的硅浓度达到规定浓度范围的上限值时，与上述相同地，进行磷酸水溶液的排出和磷酸水溶液的补充(图7B的时刻T11～时刻T12)。因此，不仅在向磷酸容器31回收向基板W供给的磷酸水溶液的处理时，还在没有向基板W供给磷酸水溶液的非处理时，将磷酸容器31内的磷酸水溶液的硅浓度维持在规定浓度范围内。
在上述的本实施方式中，将贮存于磷酸容器31的磷酸水溶液引导到磷酸喷嘴14，并从磷酸喷嘴14喷出磷酸水溶液。从磷酸喷嘴14喷出的磷酸水溶液着落到旋转的基板W的表面，沿着基板W的表面向外方流动。由此，向基板W的表面整个区域供给磷酸水溶液，对硅氮化膜有选择地进行蚀刻。
向磷酸容器31回收向基板W供给的磷酸水溶液。在回收的磷酸水溶液中溶入有基板W所含的硅。因此，当继续向基板W供给磷酸水溶液时，磷酸容器31内的磷酸水溶液的硅浓度逐渐上升。由硅浓度计50检测磷酸容器31内的磷酸水溶液的硅浓度。
当磷酸容器31内的磷酸水溶液的硅浓度达到规定浓度范围的上限值时，使磷酸容器31内的磷酸水溶液的液量减少。即，使磷酸容器31内的磷酸水溶液和返回到磷酸容器31的磷酸水溶液中的至少一种磷酸水溶液减少。这些磷酸水溶液是与没能回收的磷酸水溶液不同的磷酸水溶液。当磷酸容器31内的液量减少到规定液量范围的下限值以下的值时，向磷酸容器31补充未使用的新的磷酸水溶液。
当向磷酸容器31补充新的磷酸水溶液时，使磷酸容器31内的磷酸水溶液的液量增加到规定液量范围内的值。而且，由于新的磷酸水溶液增加到溶入有基板W所含的硅的磷酸水溶液中，因此磷酸容器31内的磷酸水溶液的硅浓度随着磷酸水溶液的补充逐渐降低。由此，使磷酸容器31内的磷酸水溶液的硅浓度调整为规定浓度范围内的值。因此，能够使向基板W供给的磷酸水溶液的硅浓度稳定。
这样，磷酸容器31内的磷酸水溶液的液量并不是逐渐减少与没能回收的磷酸水溶液相当的量，而是为了调节磷酸水溶液的硅浓度而有意地减少磷酸容器31内的磷酸水溶液的液量。因此，能够有意地变更补充磷酸水溶液的时刻和磷酸水溶液的补充量。而且，通过变更补充的磷酸水溶液的液量等，能够调节补充磷酸水溶液后的磷酸水溶液的硅浓度。由此，能够使磷酸容器31内的磷酸水溶液的硅浓度稳定，能够使向基板W供给的磷酸水溶液的硅浓度稳定。
硅浓度的规定浓度范围的上限值和下限值的差例如是10～100ppm左右。当磷酸容器31内的磷酸水溶液的硅浓度达到高于规定浓度范围的上限值的浓度的更换浓度时，通过排出配管41排出磷酸容器31内的全部的磷酸水溶液，并更换成新的磷酸水溶液。在本实施方式中，由于能够使磷酸水溶液的硅浓度稳定，因此能够降低磷酸水溶液的更换频率。由此，能够降低基板处理装置1的运行成本。
在本实施方式中，除了向磷酸容器31补充磷酸水溶液的时刻和向磷酸容器31补充的磷酸水溶液的液量之外，还能够有意地变更向磷酸容器31补充的磷酸水溶液的硅浓度。由此，能够抑制补充磷酸水溶液不久后产生的温度的变动和不均衡。或者，能够抑制补充磷酸水溶液不久后产生的硅浓度的变动和不均衡。
具体来说，如果补充的磷酸水溶液的硅浓度足够低，则仅通过补充少量的磷酸水溶液，也能够使磷酸容器31内的磷酸水溶液的硅浓度降低到规定浓度范围内的值。该情况下，即使补充的磷酸水溶液的温度与磷酸容器31内的磷酸水溶液的温度不同，也能够抑制补充磷酸水溶液不久后在磷酸容器31内产生的磷酸水溶液的温度的变动和不均衡。
此外，即使补充的磷酸水溶液的硅浓度没有极低，但是如果增加补充的磷酸水溶液的量，则也能够使磷酸容器31内的磷酸水溶液的硅浓度降低到规定浓度范围内的值。该情况下，由于向磷酸容器31补充硅浓度与磷酸容器31内的磷酸水溶液的硅浓度大体相等的磷酸水溶液，因此能够抑制补充磷酸水溶液不久后产生的硅浓度的变动和不均衡。
在本实施方式中，从喷出磷酸水溶液开始起经过一定长度的时间后，开始回收磷酸水溶液。从基板W溶入到磷酸水溶液中的硅的量通常在向基板W供给磷酸水溶液不久后最多，并随着时间的流逝减少。因此，不是向磷酸容器31回收开始供给磷酸水溶液不久后从基板W回收的磷酸水溶液，而是通过向排液配管38排出开始供给磷酸水溶液不久后从基板W回收的磷酸水溶液，从而能够抑制磷酸容器31内的磷酸水溶液的硅浓度上升。
在本实施方式中，磷酸容器31的接触液体部31a(参照图2)和加热器34的接触液体部34a(参照图2)由石英制作。石英所含的硅在向基板W供给磷酸水溶液之前溶入到磷酸水溶液中。因此，磷酸容器31内的磷酸水溶液的硅浓度不仅在向磷酸容器31回收向基板W供给磷酸水溶液的处理时，还在没有向基板W供给磷酸水溶液的非处理时上升。当在非处理时磷酸容器31内的磷酸水溶液的硅浓度达到规定浓度范围的上限值时，有意地使磷酸容器31内的磷酸水溶液的液量减少，向磷酸容器31补充新的磷酸水溶液。因此，在非处理时也能使磷酸容器31内的磷酸水溶液的硅浓度稳定。
其他实施方式
本发明并不局限于上述的实施方式的内容，能够进行各种变更。
例如，当磷酸容器31内的磷酸水溶液的硅浓度达到规定浓度范围的上限值时，并不向排出配管41排出磷酸容器31内的磷酸水溶液，通过向排液配管38排出经由处理杯10向磷酸容器31回收的磷酸水溶液的一部分，从而使磷酸容器31内的磷酸水溶液的液量减少。
具体来说，如图8中用点划线的四边形所示，可以设为与磷酸水溶液的硅浓度无关地关闭排出阀42的状态，当磷酸容器31内的磷酸水溶液的硅浓度达到规定浓度范围的上限值时，暂时关闭回收阀37，暂时打开排液阀39。
根据该结构，由于不向磷酸容器31回收硅浓度高于磷酸容器31内的磷酸水溶液的硅浓度的磷酸水溶液即向基板W供给的磷酸水溶液，而使磷酸容器31内的磷酸水溶液的液量减少，因此能够一边抑制磷酸容器31内的磷酸水溶液的硅浓度的上升，一边使磷酸容器31内的磷酸水溶液的液量减少到规定液量范围的下限值以下的值。
可以将排液配管38与杯12连接，而不与回收配管36连接。此外，排液配管38可以与循环配管32连接。该情况下，如果打开排液阀39，则能够向排液配管38排出从循环配管32返回磷酸容器31的磷酸水溶液的一部分。由此，能够使磷酸容器31内的磷酸水溶液的液量减少。
如果没必要变更向磷酸容器31补充的磷酸水溶液的硅浓度，则可以省略第一独立配管47A和第二独立配管47B中的一个配管。
在上述的实施方式中，从第一独立配管47A和第二独立配管47B向磷酸容器31补充了磷酸水溶液。但是，可以向磷酸容器31独立地补充磷酸和水，并在磷酸容器31的内部混合补充后的磷酸和水。
基板处理装置1并不局限于对圆板状的基板W进行处理的装置，可以是对多边形的基板W进行处理的装置。
可以将上述的全部的结构中的两个以上的结构进行组合。可以将上述的全部的工序中的两个以上的工序进行组合。
本申请与2017年4月20日向日本国特许厅提出的特愿2017-083934号对应，将该申请的全部内容通过引用编入于此。
详细地说明了本发明的实施方式，但是这些仅仅是用于使本发明的技术内容明确的具体例，本发明并不限定于这些具体例，本发明的精神和范围仅由附加的权利要求书的范围限定。

Claims (12)

1.一种基板处理方法，向在表面露出有硅氧化膜和硅氮化膜的基板供给含有硅的磷酸水溶液，对所述硅氮化膜有选择地进行蚀刻，其中，所述基板处理方法包括：
磷酸贮存工序，在磷酸容器中贮存向所述基板供给的所述磷酸水溶液；
磷酸引导工序，从所述磷酸容器向磷酸喷嘴引导所述磷酸水溶液；
磷酸喷出工序，从所述磷酸喷嘴向所述基板的表面喷出所述磷酸水溶液；
基板旋转工序，与所述磷酸喷出工序并行，一边将所述基板保持为水平一边以通过所述基板的中央部的铅垂的旋转轴线为中心旋转所述基板；
磷酸回收工序，由磷酸回收单元向所述磷酸容器回收从所述磷酸喷嘴供给到所述基板上的所述磷酸水溶液；
浓度检测工序，检测所述磷酸容器内的所述磷酸水溶液的硅浓度；
液量减少工序，当所述磷酸容器内的所述磷酸水溶液的硅浓度达到规定浓度范围的上限值时，通过从所述磷酸容器排出所述磷酸水溶液和/或减少返回所述磷酸容器的所述磷酸水溶液的量，使所述磷酸容器内的所述磷酸水溶液的液量减少到规定液量范围的下限值以下的值；
磷酸补充工序，当在所述液量减少工序中所述磷酸容器内的所述磷酸水溶液的液量减少到所述规定液量范围的下限值以下的值时，通过从与所述磷酸回收单元不同的磷酸补充单元向所述磷酸容器补充磷酸水溶液，使所述磷酸容器内的所述磷酸水溶液的液量增加到所述规定液量范围内的值，并且使所述磷酸容器内的所述磷酸水溶液的硅浓度降低到所述规定浓度范围内的值。
2.根据权利要求1所述的基板处理方法，其中，
所述磷酸补充工序包括浓度变更工序，在所述浓度变更工序中，变更从所述磷酸补充单元向所述磷酸容器补充的磷酸水溶液的硅浓度。
3.根据权利要求1或2所述的基板处理方法，其中，
所述磷酸回收工序包括喷出开始后回收工序，在所述喷出开始后回收工序中，在所述磷酸喷出工序中开始从所述磷酸喷嘴喷出磷酸水溶液后，开始向所述磷酸容器回收所述磷酸水溶液。
4.根据权利要求1或2所述的基板处理方法，其中，
所述液量减少工序包括回收量减少工序，在所述回收量减少工序中，当所述磷酸容器内的所述磷酸水溶液的硅浓度达到所述规定浓度范围的上限值时，使从所述基板返回到所述磷酸容器的所述磷酸水溶液的液量减少。
5.根据权利要求1或2所述的基板处理方法，其中，
所述磷酸贮存工序包括将所述磷酸水溶液与所述磷酸容器的石英制的接触液体部进行接触的工序。
6.根据权利要求1或2所述的基板处理方法，其中，
所述基板处理方法还包括磷酸加热工序，在所述磷酸加热工序中，在向所述磷酸喷嘴供给所述磷酸水溶液之前由加热器对所述磷酸水溶液进行加热；
所述磷酸加热工序包括将所述磷酸水溶液与所述加热器的石英制的接触液体部进行接触的工序。
7.一种基板处理装置，向在表面露出有硅氧化膜和硅氮化膜的基板供给含有硅的磷酸水溶液，对所述硅氮化膜有选择地进行蚀刻，其中，所述基板处理装置包括：
基板保持单元，一边将所述基板保持为水平一边以通过所述基板的中央部的铅垂的旋转轴线为中心旋转所述基板；
磷酸喷嘴，向由所述基板保持单元保持的所述基板的表面喷出所述磷酸水溶液；
磷酸容器，贮存从所述磷酸喷嘴喷出的所述磷酸水溶液；
磷酸引导单元，从所述磷酸容器向所述磷酸喷嘴引导所述磷酸水溶液；
磷酸回收单元，向所述磷酸容器回收从所述磷酸喷嘴供给到所述基板上的所述磷酸水溶液；
磷酸补充单元，所述磷酸补充单元与所述磷酸回收单元不同，所述磷酸补充单元通过向所述磷酸容器补充磷酸水溶液，使所述磷酸容器内的所述磷酸水溶液的液量维持在规定液量范围内；
液量减少单元，通过从所述磷酸容器排出所述磷酸水溶液和/或减少返回所述磷酸容器的所述磷酸水溶液的量，使所述磷酸容器内的所述磷酸水溶液的液量减少；
硅浓度计，检测所述磷酸容器内的所述磷酸水溶液的硅浓度；以及
控制装置，控制基板处理装置，
所述控制装置执行：
磷酸贮存工序，在所述磷酸容器中贮存向所述基板供给的所述磷酸水溶液；
磷酸引导工序，由所述磷酸引导单元从所述磷酸容器向磷酸喷嘴引导所述磷酸水溶液；
磷酸喷出工序，从所述磷酸喷嘴向所述基板的表面喷出所述磷酸水溶液；
基板旋转工序，与所述磷酸喷出工序并行，由所述基板保持单元以所述旋转轴线为中心旋转所述基板；
磷酸回收工序，由所述磷酸回收单元向所述磷酸容器回收从所述磷酸喷嘴供给到所述基板上的所述磷酸水溶液；
浓度检测工序，由所述硅浓度计检测所述磷酸容器内的所述磷酸水溶液的硅浓度；
液量减少工序，当所述磷酸容器内的所述磷酸水溶液的硅浓度达到规定浓度范围的上限值时，由所述液量减少单元使所述磷酸容器内的所述磷酸水溶液的液量减少到所述规定液量范围的下限值以下的值；
磷酸补充工序，当在所述液量减少工序中所述磷酸容器内的所述磷酸水溶液的液量减少到所述规定液量范围的下限值以下的值时，通过由所述磷酸补充单元向所述磷酸容器补充磷酸水溶液，使所述磷酸容器内的所述磷酸水溶液的液量增加到所述规定液量范围内的值，并且使所述磷酸容器内的所述磷酸水溶液的硅浓度降低到所述规定浓度范围内的值。
8.根据权利要求7所述的基板处理装置，其中，
所述磷酸补充单元包括浓度变更单元，所述浓度变更单元变更向所述磷酸容器补充的磷酸水溶液的硅浓度；
所述磷酸补充工序包括浓度变更工序，在所述浓度变更工序中，由所述浓度变更单元变更向所述磷酸容器补充的磷酸水溶液的硅浓度。
9.根据权利要求7或8所述的基板处理装置，其中，
所述磷酸回收工序包括喷出开始后回收工序，在所述喷出开始后回收工序中，在所述磷酸喷出工序中开始从所述磷酸喷嘴喷出磷酸水溶液后，由所述磷酸回收单元开始向所述磷酸容器回收所述磷酸水溶液。
10.根据权利要求7或8所述的基板处理装置，其中，
所述磷酸回收单元包括：筒状的处理杯，接收从由所述基板保持单元保持的所述基板飞散的磷酸水溶液；以及回收配管，向所述磷酸容器引导所述处理杯内的磷酸水溶液；
所述液量减少单元包括：排液配管，从所述处理杯和回收配管中的至少一个排出所述磷酸水溶液；以及回收排液切换阀，对包括回收状态和排液状态的多个状态进行切换，所述回收状态是由所述处理杯接收的所述磷酸水溶液经由所述回收配管返回所述磷酸容器的状态；所述排液状态是向所述排液配管排出由所述处理杯接收的磷酸水溶液的状态；
所述液量减少工序包括回收量减少工序，在所述回收量减少工序中，当所述磷酸容器内的所述磷酸水溶液的硅浓度达到所述规定浓度范围的上限值时，将所述回收排液切换阀从所述回收状态切换为所述排液状态，使从所述基板返回到所述磷酸容器的所述磷酸水溶液的液量减少。
11.根据权利要求7或8所述的基板处理装置，其中，
所述磷酸容器包括石英制的接触液体部，所述石英制的接触液体部与磷酸水溶液进行接触。
12.根据权利要求7或8所述的基板处理装置，其中，
所述基板处理装置还具备加热器，所述加热器在向所述磷酸喷嘴供给所述磷酸水溶液之前对所述磷酸水溶液进行加热；
所述加热器包括石英制的接触液体部，所述石英制的接触液体部与所述磷酸水溶液进行接触。
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