CN109585334A - 基板处理装置和基板处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基板处理装置和基板处理方法,该基板处理装置和基板处理方法提高对氮化硅膜进行蚀刻的选择性并且抑制硅氧化物的析出。实施方式所涉及的基板处理装置具备基板处理槽、磷酸处理液供给部、循环路径、SiO2析出防止剂供给部以及混合部。磷酸处理液供给部供给在基板处理槽中的蚀刻处理中使用的磷酸处理液。循环路径用于使被供给到基板处理槽中的磷酸处理液循环。SiO2析出防止剂供给部向循环路径供给SiO2析出防止剂。混合部将含硅化合物混合到供给至循环路径之前的磷酸处理液中。
Description
技术领域
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,已知在基板处理装置中进行通过使基板浸在磷酸处理液中来对形成在基板上的氮化硅膜(SiN)和硅氧化膜(SiO2)中的氮化硅膜选择性地进行蚀刻的蚀刻处理(参照专利文献1)。
已知的是,在上述蚀刻处理中,当磷酸处理液的硅浓度变高时,对氮化硅膜进行蚀刻的选择性提高。另一方面,已知的是,当磷酸处理液的硅浓度过高时,硅氧化物(SiO2)析出到硅氧化膜上。
因此,在上述基板处理装置中,进行调整以使磷酸处理液的硅浓度处于固定的范围内。
专利文献1:日本特开2013-232593号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而,在上述基板处理装置中,在提高对氮化硅膜进行蚀刻的选择性并且抑制硅氧化物的析出方面存在改善的余地。
实施方式的一个方式的目的在于提供一种提高对氮化硅膜进行蚀刻的选择性并且抑制硅氧化物的析出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基板处理槽、磷酸处理液供给部、循环路径、SiO2析出防止剂供给部以及混合部。磷酸处理液供给在部供给基板处理槽中的蚀刻处理中使用的磷酸处理液。循环路径用于使被供给到基板处理槽的磷酸处理液循环。SiO2析出防止剂供给部向循环路径供给SiO2析出防止剂。混合部将含硅化合物混合到供给至循环路径之前的磷酸处理液中。
发明的效果
根据实施方式的一个方式,能够提高对氮化硅膜进行蚀刻的选择性并且抑制硅氧化物的析出。
附图说明
图1是基板处理装置的概要俯视图。
图2是表示第一实施方式所涉及的蚀刻用的处理槽的结构的概要框图。
图3是说明第一实施方式所涉及的SiO2析出防止剂的供给方法的流程图。
图4是表示第二实施方式所涉及的蚀刻用的处理槽的概要框图。
图5是说明第二实施方式所涉及的SiO2析出防止剂的供给方法的流程图。
图6是表示第三实施方式所涉及的蚀刻用的处理槽的概要框图。
图7是第三实施方式所涉及的混合器的概要结构截面图。
图8是说明第三实施方式所涉及的SiO2析出防止剂的供给方法的流程图。
图9是表示第四实施方式所涉及的蚀刻用的处理槽的概要框图。
图10是第四实施方式所涉及的混合器的概要结构截面图。
图11是说明第四实施方式所涉及的SiO2析出防止剂的供给方法的流程图。
附图标记说明
1:基板处理装置;6:基板组处理部;8:基板;23:蚀刻处理装置;27:蚀刻用的处理槽;40:磷酸水溶液供给部(磷酸处理液供给部);40A:磷酸水溶液供给源;40B:磷酸水溶液供给线路(磷酸处理液供给线路);43:SiO2析出防止剂供给部;43A:SiO2析出防止剂供给源;43B:SiO2析出防止剂供给线路;45:内槽(基板处理槽);46:外槽(混合部);47:温度调节罐(混合部、罐);50:第一循环线路;51:第一泵;52:第一加热器;55:循环路径;70:供给线路;80:混合器(混合部)。
具体实施方式
下面,参照附图来详细地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,本发明并不限定于以下所示的实施方式。
(第一实施方式)
如图1所示,第一实施方式所涉及的基板处理装置1具有承载件搬入搬出部2、基板组形成部3、基板组载置部4、基板组输送部5、基板组处理部6以及控制部100。图1是基板处理装置1的概要俯视图。在此,将与水平方向正交的方向设为上下方向来进行说明。
承载件搬入搬出部2进行承载件9的搬入和搬出,该承载件9将多张(例如25张)基板(硅晶圆)8以水平姿势沿上下方向排列地收容。
在该承载件搬入搬出部2设置有用于载置多个承载件9的承载件台10、用于进行承载件9的搬送的承载件搬送机构11、用于暂时保管承载件9的承载件存储部12及13、以及用于载置承载件9的承载件载置台14。
承载件搬入搬出部2使用承载件搬送机构11将从外部搬入到承载件台10的承载件9搬送到承载件存储部12、承载件载置台14。即,承载件搬入搬出部2将收容要通过基板组处理部6进行处理之前的多张基板8的承载件9搬送到承载件存储部12、承载件载置台14。
承载件存储部12暂时保管收容要通过基板组处理部6进行处理之前的多张基板8的承载件9。
利用后述的基板搬送机构15从被搬送到承载件载置台14且收容要通过基板组处理部6进行处理之前的多张基板8的承载件9搬出多张基板8。
另外,从基板搬送机构15向被载置于承载件载置台14且未收容基板8的承载件9搬入通过基板组处理部6进行处理之后的多张基板8。
承载件搬入搬出部2使用承载件搬送机构11将被载置于承载件载置台14且收容通过基板组处理部6进行处理之后的多张基板8的承载件9搬送到承载件存储部13、承载件台10。
承载件存储部13暂时保管通过基板组处理部6进行处理之后的多张基板8。被搬送到承载件台10的承载件9被搬出到外部。
在基板组形成部3中设置有用于搬送多张(例如25张)基板8的基板搬送机构15。基板组形成部3将利用基板搬送机构15进行的多张(例如25张)基板8的搬送进行两次,来形成包括多张(例如50张)基板8的基板组。
基板组形成部3使用基板搬送机构15从被载置于承载件载置台14的承载件9向基板组载置部4搬送多张基板8,将多张基板8载置于基板组载置部4,由此形成基板组。
利用基板组处理部6对形成基板组的多张基板8同时进行处理。在形成基板组时,既可以是以使多张基板8的表面上形成有图案的面彼此相向的方式形成基板组,也可以是以使多张基板8的表面上形成有图案的面均朝向一个方向的方式形成基板组。
另外,基板组形成部3使用基板搬送机构15从被基板组处理部6进行了处理后被载置于基板组载置部4的基板组向承载件9搬送多张基板8。
基板搬送机构15具有用于支承处理前的多张基板8的处理前基板支承部(未图示)和用于支承处理后的多张基板8的处理后基板支承部(未图示)这两种支承部,来作为用于支承多张基板8的基板支承部。由此,能够防止附着于处理前的多张基板8等的微粒等转附于处理后的多张基板8等。
基板搬送机构15在多张基板8的搬送中途将多张基板8的姿势从水平姿势变更为垂直姿势,或者从垂直姿势变更为水平姿势。
基板组载置部4将要利用基板组搬送部5在基板组形成部3与基板组处理部6之间搬送的基板组暂时载置(待机)于基板组载置台16。
在基板组载置部4中设置有搬入侧基板组载置台17和搬出侧基板组载置台18。
在搬入侧基板组载置台17上载置处理前的基板组。在搬出侧基板组载置台18上载置处理后的基板组。
一个基板组的多张基板8以垂直姿势沿前后方向排列地载置于搬入侧基板组载置台17和搬出侧基板组载置台18。
基板组搬送部5在基板组载置部4与基板组处理部6之间、基板组处理部6的内部间进行基板组的搬送。
在基板组搬送部5中设置有进行基板组的搬送的基板组搬送机构19。基板组搬送机构19具有沿基板组载置部4和基板组处理部6配置的轨道20以及一边保持基板组一边沿轨道20移动的移动体21。
在移动体21设置有基板保持体22,该基板保持体22用于保持由以垂直姿势沿前后方向排列的多张基板8形成的基板组。
基板组搬送部5利用基板组搬送机构19的基板保持体22接收被载置于搬入侧基板组载置台17的基板组,并且将接收到的基板组交接到基板组处理部6。
另外,基板组搬送部5利用基板组搬送机构19的基板保持体22接收被基板组处理部6处理后的基板组,并且将接收到的基板组交接到搬出侧基板组载置台18。
并且,基板组搬送部5使用基板组搬送机构19在基板组处理部6的内部进行基板组的搬送。
基板组处理部6对由以垂直姿势沿前后方向排列的多张基板8形成的基板组进行蚀刻、清洗、干燥等处理。
在基板组处理部6中并排地设置有用于对基板组进行蚀刻处理的两台蚀刻处理装置23、用于进行基板组的清洗处理的清洗处理装置24、用于进行基板保持体22的清洗处理的基板保持体清洗处理装置25以及用于进行基板组的干燥处理的干燥处理装置26。此外,蚀刻处理装置23的台数不限于两台,可以为一台,还可以为三台以上。
蚀刻处理装置23具有蚀刻用的处理槽27、冲洗用的处理槽28以及基板升降机构29、30。
在蚀刻用的处理槽27中贮存蚀刻用的处理液(以下称作“蚀刻液”。)。在冲洗用的处理槽28中贮存冲洗用的处理液(纯水等)。此外,在后文中叙述蚀刻用的处理槽27的详情。
形成基板组的多张基板8以垂直姿势沿前后方向排列地保持于基板升降机构29、30。
蚀刻处理装置23利用基板升降机构29从基板组搬送机构19的基板保持体22接收基板组,并且利用基板升降机构29使接收到的基板组下降,由此使基板组浸在处理槽27的蚀刻液中来进行蚀刻处理。
之后,蚀刻处理装置23通过使基板升降机构29上升来从处理槽27取出基板组,并且将基板组从基板升降机构29交接到基板组搬送机构19的基板保持体22。
然后,利用基板升降机构30从基板组搬送机构19的基板保持体22接收基板组,并且利用基板升降机构30使接收到的基板组下降,由此使基板组浸在处理槽28的冲洗用的处理液中来进行冲洗处理。
之后,蚀刻处理装置23通过使基板升降机构30上升来从处理槽28取出基板组,将基板组从基板升降机构30交接到基板组搬送机构19的基板保持体22。
清洗处理装置24具有清洗用的处理槽31、冲洗用的处理槽32以及基板升降机构33、34。
在清洗用的处理槽31中贮存清洗用的处理液(SC-1等)。在冲洗用的处理槽32中贮存冲洗用的处理液(纯水等)。一个基板组的多张基板8以垂直姿势沿前后方向排列地保持于基板升降机构33、34。
干燥处理装置26具有处理槽35和相对于处理槽35升降的基板升降机构36。
向处理槽35供给干燥用的处理气体(IPA(异丙醇)等)。一个基板组的多张基板8以垂直姿势沿前后方向排列地保持于基板升降机构36。
干燥处理装置26利用基板升降机构36从基板组搬送机构19的基板保持体22接收基板组,并且利用基板升降机构36使接收到的基板组下降来将该基板组搬入到处理槽35中,利用被供给到处理槽35中的干燥用的处理气体进行基板组的干燥处理。然后,干燥处理装置26利用基板升降机构36使基板组上升,将进行了干燥处理的基板组从基板升降机构36交接到基板组搬送机构19的基板保持体22。
基板保持体清洗处理装置25具有处理槽37,能够向处理槽37供给清洗用的处理液和干燥气体,基板保持体清洗处理装置25向基板组搬送机构19的基板保持体22供给清洗用的处理液,之后供给干燥气体,由此进行基板保持体22的清洗处理。
控制部100控制基板处理装置1的各部(承载件搬入搬出部2、基板组形成部3、基板组载置部4、基板组搬送部5、基板组处理部6)的动作。控制部100基于来自开关等的信号,来控制基板处理装置1的各部的动作。
控制部100例如包括计算机,具有计算机可读取的存储介质38。在存储介质38中保存用于对在基板处理装置1中执行的各种处理进行控制的程序。
控制部100通过读取存储介质38中存储的程序并执行该程序来控制基板处理装置1的动作。此外,程序可以为计算机可读取的存储介质38中存储的程序,也可以为从其它存储介质安装到控制部100的存储介质38中的程序。
作为计算机可读取的存储介质38,例如有硬盘(HD)、软盘(FD)、光盘(CD)、磁光盘(MO)、存储卡等。
接着,参照图2来说明蚀刻用的处理槽27。图2是表示第一实施方式所涉及的蚀刻用的处理槽27的结构的概要框图。
在蚀刻用的处理槽27中,使用蚀刻液仅对形成在基板8上的氮化膜(SiN)和氧化膜(SiO2)中的氮化膜选择性地进行蚀刻。
在氮化膜的蚀刻处理中,一般使用在磷酸(H3PO4)水溶液中添加含硅(Si)化合物而调整了硅浓度的溶液来作为蚀刻液。作为硅浓度的调整方法,存在使仿真基板浸在已知的磷酸水溶液中来使硅溶解的方法(陈化处理)、使胶体二氧化硅等含硅化合物溶解于磷酸水溶液中的方法。另外,还存在将含硅化合物水溶液添加到磷酸水溶液中来调整硅浓度的方法。在此,优选的是,作为所述含硅化合物,除了含有硅(Si)以外,至少还含有碳、氧、氮、氢。
在蚀刻处理中,通过提高蚀刻液的硅浓度,能够提高仅对氮化膜进行蚀刻的选择性。但是,当通过蚀刻处理使氮化膜溶解于蚀刻液中而导致蚀刻液的硅浓度过高时,溶入蚀刻液中的硅以硅氧化物的形式析出到氧化膜上。
在本实施方式中,为了抑制硅氧化物的析出,使用还将SiO2析出防止剂混合到混合有含硅化合物水溶液的磷酸水溶液中所得的蚀刻液来进行蚀刻处理。
作为SiO2析出防止剂,只要含有使溶解于磷酸水溶液中的硅离子稳定在溶解后的状态来抑制硅氧化物的析出的成分即可,例如能够使用含有氟成分的六氟硅酸(H2SiF6)水溶液。另外,为了使水溶液中的六氟硅酸稳定化,也可以含有氨等添加物。
SiO2析出防止剂例如为六氟硅酸铵(NH4)2SiF6、六氟硅酸钠(Na2SiF6)等。
蚀刻用的处理槽27具有磷酸水溶液供给部40、磷酸水溶液排出部41、纯水供给部42、SiO2析出防止剂供给部43、硅供给部44、内槽45、外槽46以及温度调节罐47。
磷酸水溶液供给部40具有磷酸水溶液供给源40A、磷酸水溶液供给线路40B以及第一流量调整器40C。磷酸水溶液供给部40构成磷酸处理液供给部。磷酸水溶液供给线路40B构成磷酸处理液供给线路。
磷酸水溶液供给源40A为贮存磷酸水溶液的罐。磷酸水溶液供给线路40B将磷酸水溶液供给源40A与温度调节罐47连接,用于从磷酸水溶液供给源40A向温度调节罐47供给磷酸水溶液。
第一流量调整器40C设置于磷酸水溶液供给线路40B,用于调整向温度调节罐47供给的磷酸水溶液的流量。第一流量调整器40C包括开闭阀、流量控制阀、流量计等。
纯水供给部42具有纯水供给源42A、纯水供给线路42B以及第二流量调整器42C。纯水供给部42向外槽46供给纯水(DIW),以补给由于加热蚀刻液而蒸发的水分。
纯水供给线路42B将纯水供给源42A与外槽46连接,用于从纯水供给源42A向外槽46供给规定温度的纯水。
第二流量调整器42C设置于纯水供给线路42B,用于调整向外槽46供给的纯水的流量。第二流量调整器42C包括开闭阀、流量控制阀、流量计等。
SiO2析出防止剂供给部43具有SiO2析出防止剂供给源43A、SiO2析出防止剂供给线路43B以及第三流量调整器43C。在进行蚀刻处理时,SiO2析出防止剂供给部43向外槽46供给SiO2析出防止剂。另外,SiO2析出防止剂供给部43向外槽46供给SiO2析出防止剂,以补给由于加热蚀刻液而蒸发的SiO2析出防止剂。
SiO2析出防止剂供给源43A为贮存SiO2析出防止剂的罐。SiO2析出防止剂供给线路43B将SiO2析出防止剂供给源43A与外槽46连接,用于从SiO2析出防止剂供给源43A向外槽46供给SiO2析出防止剂。
第三流量调整器43C设置于SiO2析出防止剂供给线路43B,用于调整向外槽46供给的SiO2析出防止剂的流量。第三流量调整器43C包括开闭阀、流量控制阀、流量计等。
硅供给部44具有硅供给源44A、硅供给线路44B以及第四流量调整器44C。
硅供给源44A为贮存含硅化合物水溶液的罐。硅供给线路44B将硅供给源44A与温度调节罐47连接,用于从硅供给源44A向温度调节罐47供给含硅化合物水溶液。
第四流量调整器44C设置于硅供给线路44B,用于调整向温度调节罐47供给的含硅化合物水溶液的流量。第四流量调整器44C包括开闭阀、流量控制阀、流量计等。
此外,在生成在将第二蚀刻液全部更换时要供给的预备液的情况下,供给含硅化合物水溶液。
内槽45的上部开放,蚀刻液被供给到上部附近。在内槽45中,利用基板升降机构29使基板组(多张基板8)浸在蚀刻液中,来对基板8进行蚀刻处理。内槽45构成基板处理槽。
外槽46设置于内槽45的上部周围,并且外槽46的上部开放。从内槽45溢出的蚀刻液流入外槽46。另外,从温度调节罐47向外槽46供给混合有含硅化合物水溶液的磷酸水溶液,即预备液。另外,从纯水供给部42向外槽46供给纯水。另外,从SiO2析出防止剂供给部43向外槽46供给SiO2析出防止剂。被供给到外槽46的SiO2析出防止剂混合到外槽46内的蚀刻液、从温度调节罐47供给的预备液中。即,SiO2析出防止剂在外槽46中混合到磷酸水溶液中。
外槽46与内槽45通过第一循环线路50连接。第一循环线路50的一端与外槽46连接,第一循环线路50的另一端与设置在内槽45内的处理液供给喷嘴49连接。
在第一循环线路50中,从外槽46侧起依次设置第一泵51、第一加热器52以及过滤器53。外槽46内的蚀刻液被第一加热器52加温后从处理液供给喷嘴49流入内槽45内。第一加热器52将向内槽45供给的蚀刻液加温到适于蚀刻处理的第一规定温度。
通过驱动第一泵51,蚀刻液经由第一循环线路50从外槽46输送到内槽45内。另外,蚀刻液从内槽45溢出,由此再次向外槽46流出。通过这样,形成蚀刻液的循环路径55。即,循环路径55由外槽46、第一循环线路50、内槽45形成。在循环路径55中,以内槽45为基准,外槽46设置在比第一加热器52靠上游侧的位置。
在温度调节罐47中,从磷酸水溶液供给部40供给的磷酸水溶液与从硅供给部44供给的含硅化合物水溶液混合而生成预备液,贮存该预备液。即,在温度调节罐47中,使含硅化合物水溶液混合到供给至外槽46(循环路径55)之前的磷酸水溶液中。
温度调节罐47与用于使温度调节罐47内的预备液循环的第二循环线路60连接。另外,温度调节罐47与供给线路70的一端连接。供给线路70的另一端与外槽46连接。温度调节罐47为贮存预备液的预备罐。温度调节罐47构成混合部。
在第二循环线路60中设置有第二泵61和第二加热器62。在使第二加热器62开启的状态下驱动第二泵61,由此使温度调节罐47内的预备液加温并且循环。第二加热器62将预备液加温到适于蚀刻处理的第二规定温度。此外,第二规定温度与第一规定温度可以为相同的温度,也可以为不同的温度。
在供给线路70中设置第三泵71和第五流量调整器72。第五流量调整器72用于调整向外槽46供给的预备液的流量。第五流量调整器72包括开闭阀、流量控制阀、流量计等。
在更换蚀刻液的全部或一部分时,经由供给线路70向外槽46供给温度调节罐47中贮存的预备液。
在更换蚀刻处理中使用的蚀刻液的全部或一部分时,磷酸水溶液排出部41排出蚀刻液。磷酸水溶液排出部41具有排出线路41A、第六流量调整器41B以及冷却罐41C。
排出线路41A与第一循环线路50连接。第六流量调整器41B设置于排出线路41A,用于调整排出的蚀刻液的排出量。第六流量调整器41B包括开闭阀、流量控制阀、流量计等。冷却罐41C暂时贮存从排出线路41A中流过来的蚀刻液并且将蚀刻液冷却。
此外,致动器(未图示)基于来自控制部100的信号进行动作,由此变更构成第一流量调整器40C~第六流量调整器41B的开闭阀的开闭、流量控制阀的开度。即,利用控制部100来控制构成第一流量调整器40C~第六流量调整器41B的开闭阀、流量控制阀。
接着,参照图3来说明第一实施方式所涉及的基板处理装置1中的SiO2析出防止剂的供给方法。图3是说明第一实施方式所涉及的SiO2析出防止剂的供给方法的流程图。此外,在此,在温度调节罐47中,将含硅化合物水溶液混合到磷酸水溶液中所得的溶液作为预备液贮存起来。
基板处理装置1判定是否为第一定时(S10)。第一定时为预先设定的定时,是在蚀刻处理中利用磷酸水溶液排出部41排出蚀刻液的一部分且从温度调节罐47向外槽46供给预备液的定时。基板处理装置1例如基于蚀刻处理的经过时间来判定是否为第一定时。
在第一定时的情况下(S10:“是”),基板处理装置1利用磷酸水溶液排出部41排出蚀刻液的一部分(S11)。
在蚀刻液的排出结束之后,基板处理装置1从温度调节罐47向外槽46供给预备液(S12),从SiO2析出防止剂供给部43向外槽46供给SiO2析出防止剂(S13)。由此,在外槽46中,SiO2析出防止剂混合到蚀刻液(预备液)中。此外,控制SiO2析出防止剂的供给量,以使蚀刻液的SiO2析出防止剂的浓度成为预先设定的范围内的浓度。
在不是第一定时的情况下(S10:“否”),基板处理装置1判定是否为第二定时(S14)。第二定时为SiO2析出防止剂从蚀刻液中蒸发而使蚀刻液的SiO2析出防止剂的浓度相比预先设定的浓度下降的定时。
基板处理装置1例如基于蚀刻处理的经过时间来判定是否为第二定时。此外,基板处理装置1也可以测量蚀刻液的SiO2析出防止剂的浓度,基于测量得到的浓度来判定是否为第二定时。
在第二定时的情况下(S14:“是”),基板处理装置1从SiO2析出防止剂供给部43向外槽46供给SiO2析出防止剂(S15)。此外,控制SiO2析出防止剂的供给量,以使蚀刻液的SiO2析出防止剂的浓度成为预先设定的范围内的浓度。
在不是第二定时的情况下(S14:“否”),基板处理装置1结束此次的处理。
此外,基板处理装置1也可以在判定是否为第一定时之前判定是否为第二定时。
基板处理装置1在外槽46中生成使SiO2析出防止剂混合到磷酸水溶液中所得的蚀刻液,将基板8浸在供给有蚀刻液的内槽45中,由此对基板8进行蚀刻处理。由此,即使在蚀刻液的硅浓度高的情况下,也能够抑制硅氧化物的析出。因此,能够提高仅对基板8的氮化膜进行蚀刻的选择性,并且抑制硅氧化物的析出。
此外,在基板处理装置1中,也可以向内槽45供给不含有SiO2析出防止剂的蚀刻液来进行蚀刻处理。在该情况下,在不含有SiO2析出防止剂的蚀刻液的硅浓度高而析出硅氧化物的情况下,将SiO2析出防止剂混合到蚀刻液中,利用含有SiO2析出防止剂的蚀刻液进行蚀刻处理。
(第二实施方式)
接着,参照图4来说明第二实施方式所涉及的基板处理装置1。图4是表示第二实施方式所涉及的蚀刻用的处理槽27的概要框图。在此,以与第一实施方式的不同之处为中心进行说明,对与第一实施方式相同的结构标注与第一实施方式相同的标记,省略详细的说明。
SiO2析出防止剂供给线路43B将SiO2析出防止剂供给源43A与温度调节罐47连接,用于从SiO2析出防止剂供给源43A向温度调节罐47供给SiO2析出防止剂。
被供给到温度调节罐47的SiO2析出防止剂通过在温度调节罐47的第二循环线路60中循环而均匀地混合到温度调节罐47内的预备液中。温度调节罐47贮存含有SiO2析出防止剂的预备液。
温度调节罐47中贮存的预备液经由供给线路70被供给到外槽46,作为蚀刻液被供给到内槽45。像这样,使SiO2析出防止剂混合到供给至循环路径55之前的预备液(磷酸水溶液)中。温度调节罐47构成混合部。
接着,参照图5来说明第二实施方式所涉及的基板处理装置1中的SiO2析出防止剂的供给方法。图5是说明第二实施方式所涉及的SiO2析出防止剂的供给方法的流程图。此外,在此,设为将混合有SiO2析出防止剂的预备液预先贮存到温度调节罐47中。
基板处理装置1判定是否为第三定时(S20)。第三定时为上述的第一定时和第二定时中的任一定时。即,若成为第一定时或第二定时,则基板处理装置1判定为第三定时。
在第三定时的情况下(S20:“是”),基板处理装置1利用磷酸水溶液排出部41排出蚀刻液的一部分(S21)。在蚀刻液的排出结束之后,基板处理装置1从温度调节罐47向外槽46供给混合有SiO2析出防止剂的预备液(S22)。
在来自温度调节罐47的预备液的供给结束之后,基板处理装置1从磷酸水溶液供给部40向温度调节罐47供给磷酸水溶液(S23),从SiO2析出防止剂供给部43向温度调节罐47供给SiO2析出防止剂(S24)。由此,在温度调节罐47中新生成混合有SiO2析出防止剂的预备液。
在不是第三定时的情况下(S20:“否”),基板处理装置1判定是否为第四定时(S25)。第四定时为SiO2析出防止剂从温度调节罐47内的预备液中蒸发而使预备液的SiO2析出防止剂的浓度相比预先设定的浓度下降的定时。
基板处理装置1例如基于预备液的贮存时间、利用第二加热器62进行加热的加热时间等,来判定是否为第四定时。此外,基板处理装置1也可以测量预备液的SiO2析出防止剂的浓度,基于测量得到的浓度来判定是否为第四定时。
在第四定时的情况下(S25:“是”),基板处理装置1从SiO2析出防止剂供给部43向温度调节罐47供给SiO2析出防止剂(S26)。此外,控制SiO2析出防止剂的供给量,以使预备液的SiO2析出防止剂的浓度成为预先设定的范围内的浓度。
在不是第四定时的情况下(S25:“否”),基板处理装置1结束此次的处理。
此外,基板处理装置1也可以在判定是否为第三定时之前判定是否为第四定时。
第二实施方式所涉及的基板处理装置1在温度调节罐47中生成使SiO2析出防止剂混合到磷酸水溶液中所得的预备液,且将混合有SiO2析出防止剂的预备液供给到外槽46。即,基板处理装置1使SiO2析出防止剂混合到供给至循环路径55之前的预备液中。
基板处理装置1预先将SiO2析出防止剂混合到预备液中,将SiO2析出防止剂的浓度变得均匀的预备液供给到外槽46。像这样,将均匀地混合有SiO2析出防止剂的预备液供给到外槽46中,由此能够抑制在外槽46内的蚀刻液中出现SiO2析出防止剂的浓度不均。因而,能够抑制向内槽45供给的蚀刻液的SiO2析出防止剂的浓度产生偏差。因此,能够针对基板8整体提高对氮化膜进行蚀刻的选择性,并且抑制硅氧化物的析出。
(第三实施方式)
接着,参照图6来说明第三实施方式所涉及的基板处理装置1。图6是表示第三实施方式所涉及的蚀刻用的处理槽27的概要框图。在此,以与第一实施方式的不同之处为中心进行说明,对与第一实施方式相同的结构标注与第一实施方式相同的标记,省略详细的说明。
蚀刻用的处理槽27还具有混合器80。混合器80与供给线路70及SiO2析出防止剂供给线路43B连接。
例如图7所示,混合器80为内管81的一端在外管82内具有开口的双重管。内管81的另一端与SiO2析出防止剂供给线路43B连接。外管82与供给线路70连接。具体地说,混合器80插入设置于供给线路70,外管82构成供给线路70的一部分。图7是第三实施方式所涉及的混合器80的概要结构截面图。混合器80将从内管81流出的SiO2析出防止剂混合到在外管82中流动的预备液(磷酸水溶液)中。混合器80构成混合部。
内管81例如形成为螺旋状,以使从内管81流出的SiO2析出防止剂均匀地混合到在外管82中流动的预备液中。混合器80使从内管81流出的SiO2析出防止剂产生紊流,来将SiO2析出防止剂混合到预备液中。通过混合器80混合了SiO2析出防止剂的预备液被供给到外槽46。即,SiO2析出防止剂被混合到供给至循环路径55之前的预备液(磷酸水溶液)中。
此外,混合器80产生紊流来将SiO2析出防止剂混合到预备液中即可,例如可以在外管82的内壁设置凹凸,也可以在内管81的内壁、外壁设置凹凸。另外,混合器80也可以为静态混合器。
另外,混合器80也可以将内管81的另一端连接到供给线路70,将外管82连接到SiO2析出防止剂供给线路43B。
接着,参照图8来说明第三实施方式所涉及的基板处理装置1中的SiO2析出防止剂的供给方法。图8是说明第三实施方式所涉及的SiO2析出防止剂的供给方法的流程图。
基板处理装置1判定是否为第三定时(S30)。在第三定时的情况下(S30:“是”),基板处理装置1利用磷酸水溶液排出部41排出蚀刻液的一部分(S31)。
在蚀刻液的排出结束之后,基板处理装置1从温度调节罐47向外槽46供给预备液(S32),从SiO2析出防止剂供给部43供给SiO2析出防止剂(S33)。由此,SiO2析出防止剂从混合器80的内管81流出,混合有SiO2析出防止剂的预备液被供给到外槽46。在不是第三定时的情况下(S30:“否”),基板处理装置1结束此次的处理。
此外,也可以是,在蚀刻液的SiO2析出防止剂蒸发而SiO2析出防止剂的浓度下降了的情况下,混合器80仅从SiO2析出防止剂供给部43向外槽46供给SiO2析出防止剂。
第三实施方式所涉及的基板处理装置1利用混合器80将混合有SiO2析出防止剂的预备液供给到外槽46。具体地说,基板处理装置1利用混合器80产生紊流来将SiO2析出防止剂混合到预备液中,且将均匀地混合有SiO2析出防止剂的预备液供给到外槽46。像这样,通过将均匀地混合有SiO2析出防止剂的预备液供给到外槽46,能够抑制在外槽46内的蚀刻液中产生SiO2析出防止剂的浓度不均。因而,能够抑制向内槽45供给的蚀刻液的SiO2析出防止剂的浓度产生偏差。因此,能够针对基板8整体提高对氮化膜进行蚀刻的选择性,并且抑制硅氧化物的析出。
(第四实施方式)
接着,参照图9来说明第四实施方式所涉及的基板处理装置1。图9是表示第四实施方式所涉及的蚀刻用的处理槽27的概要框图。在此,以与第三实施方式的不同之处为中心进行说明,对与第三实施方式相同的结构标注与第三实施方式相同的标记,省略详细的说明。
磷酸水溶液供给部40还具有分支线40D和切换阀40E。
分支线40D经由切换阀40E而与磷酸水溶液供给线路40B连接。分支线40D将磷酸水溶液供给线路40B与外槽46连接。
混合器80与比切换阀40E靠磷酸水溶液供给源40A侧的磷酸水溶液供给线路40B及SiO2析出防止剂供给线路43B连接。
如图10所示,混合器80为内管81的一端在外管82内具有开口的双重管。内管81的另一端与SiO2析出防止剂供给线路43B连接。外管82与磷酸水溶液供给线路40B连接,构成磷酸水溶液供给线路40B的一部分。图10是第四实施方式所涉及的混合器80的概要结构截面图。混合器80将从内管81流出的SiO2析出防止剂混合到在外管82中流动的磷酸水溶液中。
内管81例如形成为螺旋状,以使从内管81流出的SiO2析出防止剂均匀地混合到在外管82中流动的磷酸水溶液中。混合器80使从内管81流出的SiO2析出防止剂产生紊流,来将SiO2析出防止剂混合到磷酸水溶液中。
通过混合器80而混合了SiO2析出防止剂的磷酸水溶液经由切换阀40E、分支线40D被供给到外槽46。即,SiO2析出防止剂被混合到供给至循环路径55之前的磷酸水溶液中。
此外,混合器80产生紊流来向磷酸水溶液中混合SiO2析出防止剂即可,例如可以在外管82的内壁设置凹凸,也可以在内管81的内壁、外壁设置凹凸。
混合器80也可以将内管81的另一端与磷酸水溶液供给线路40B连接,将外管82与SiO2析出防止剂供给线路43B连接。
接着,参照图11来说明第四实施方式所涉及的基板处理装置1中的SiO2析出防止剂的供给方法。图11是说明第四实施方式所涉及的SiO2析出防止剂的供给方法的流程图。
基板处理装置1判定是否为第三定时(S40)。在第三定时的情况下(S40:“是”),基板处理装置1利用磷酸水溶液排出部41排出蚀刻液的一部分(S41)。
在蚀刻液的排出结束之后,基板处理装置1从温度调节罐47向外槽46供给预备液(S42)。
基板处理装置1经由分支线40D从磷酸水溶液供给部40向外槽46供给磷酸水溶液(S43),从SiO2析出防止剂供给部43供给SiO2析出防止剂(S44)。由此,利用混合器80将SiO2析出防止剂以混合到常温的磷酸水溶液中的状态供给到外槽46。
在不是第三定时的情况下(S40:“否”),基板处理装置1结束此次的处理。
此外,混合器80也能够在不从磷酸水溶液供给源40A供给磷酸水溶液的状态下从内管81向外槽46供给SiO2析出防止剂。另外,基板处理装置1可以利用混合器80将混合有SiO2析出防止剂的磷酸水溶液供给到供给线路70,也可以供给到温度调节罐47。
第四实施方式所涉及的基板处理装置1利用混合器80将SiO2析出防止剂混合到在磷酸水溶液供给线路40B中流动的磷酸水溶液中。
SiO2析出防止剂的沸点比温度调节罐47内的预备液、外槽46内的蚀刻液的温度低。因此,当将SiO2析出防止剂与预备液、蚀刻液直接混合时,具有在与这些液体混合之前SiO2析出防止剂的一部分蒸发的风险。
在磷酸水溶液供给线路40B中流动的磷酸水溶液未被加温而为常温,因此温度比温度调节罐47内的预备液、外槽46的蚀刻液的温度低。第四实施方式所涉及的基板处理装置1将SiO2析出防止剂混合到温度低且为常温的磷酸水溶液中,将混合有SiO2析出防止剂的常温的磷酸水溶液供给到外槽46,由此能够抑制SiO2析出防止剂蒸发。
(变形例)
变形例所涉及的基板处理装置1可以设为,将供给线路70与内槽45连接,能够从温度调节罐47向内槽45供给预备液。
另外,变形例所涉及的基板处理装置1可以设为,将硅供给线路44B与外槽46连接,能够将含硅化合物水溶液供给到外槽46。
上述基板处理装置1为对多张基板8同时进行处理的装置,但也可以为对基板8逐张进行清洗的单片式的装置。
另外,在上述基板处理装置1中,作为SiO2析出防止剂的供给方法,首先利用磷酸水溶液排出部41排出蚀刻液的一部分,但不限于此,也可以与预备液、磷酸水溶液、SiO2析出防止剂的供给一同进行蚀刻液的排出。
进一步的效果、变形例能够由本领域人员容易地推导出。因此,本发明的更广泛的方式并不限定为如以上那样表示且记述的特定的详细情况和代表性的实施方式。因而,只要不脱离由所附的权利要求书及其等同物定义的总的发明构思或范围即可,能够进行各种变更。
Claims (10)
1.一种基板处理装置,其特征在于,具备:
基板处理槽;
磷酸处理液供给部,其供给在所述基板处理槽中的蚀刻处理中使用的磷酸处理液;
循环路径,其用于使被供给到所述基板处理槽的所述磷酸处理液循环;
SiO2析出防止剂供给部,其向所述循环路径供给SiO2析出防止剂;以及混合部,其将含硅化合物混合到供给至所述循环路径之前的所述磷酸处理液中。
2.一种基板处理装置,其特征在于,具备:
基板处理槽;
磷酸处理液供给部,其供给在所述基板处理槽中的蚀刻处理中使用的磷酸处理液;
SiO2析出防止剂供给部,其供给SiO2析出防止剂;
循环路径,其用于使被供给到所述基板处理槽的所述磷酸处理液循环;以及
混合部,其将所述SiO2析出防止剂混合到供给至所述循环路径之前的所述磷酸处理液中。
3.根据权利要求2所述的基板处理装置,其特征在于,
所述混合部为将从所述磷酸处理液供给部供给的所述磷酸处理液与从所述SiO2析出防止剂供给部供给的所述SiO2析出防止剂混合后进行贮存的预备罐。
4.根据权利要求2所述的基板处理装置,其特征在于,
具备预备罐,所述预备罐用于将含硅化合物混合到从所述磷酸处理液供给部供给的所述磷酸处理液中后进行贮存,
所述混合部将所述SiO2析出防止剂混合到从所述预备罐供给的所述磷酸处理液中。
5.根据权利要求2所述的基板处理装置,其特征在于,
所述混合部将所述SiO2析出防止剂混合到常温的所述磷酸处理液中。
6.根据权利要求4或5所述的基板处理装置,其特征在于,
所述混合部通过使所述磷酸处理液和所述SiO2析出防止剂产生紊流,来将所述SiO2析出防止剂混合到所述磷酸处理液中。
7.一种基板处理方法,其特征在于,包括以下工序:
向循环路径供给SiO2析出防止剂,该循环路径用于使被供给到基板处理槽中的磷酸处理液循环;以及
将含硅化合物混合到供给至所述循环路径之前的所述磷酸处理液中。
8.一种基板处理方法,其特征在于,包括以下工序:
将SiO2析出防止剂混合到供给至循环路径之前的磷酸处理液中,该循环路径用于使被供给到基板处理槽中的磷酸处理液循环;以及
向所述循环路径供给混合有所述SiO2析出防止剂的所述磷酸处理液。
9.根据权利要求8所述的基板处理方法,其特征在于,
在混合所述SiO2析出防止剂的工序中,将所述SiO2析出防止剂混合到常温的所述磷酸处理液中。
10.根据权利要求8或9所述的基板处理方法,其特征在于,
在混合所述SiO2析出防止剂的工序中,使所述磷酸处理液和所述SiO2析出防止剂产生紊流,来将所述SiO2析出防止剂混合到所述磷酸处理液中。
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