CN109690743A - 基板处理装置及基板处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明目的在于抑制基板的损伤并且提高基板的处理效率。为了实现该目的，基板处理装置具备：处理槽，收容磷酸水溶液，且对已浸渍于该磷酸水溶液中的基板施加蚀刻处理；水蒸气供给机构，供给水蒸气；非活性气体供给机构，供给非活性气体；混合机构，从水蒸气供给机构被供给水蒸气，并且从非活性气体供给机构被供给非活性气体，且混合所供给来的水蒸气和非活性气体以生成混合气体；气泡产生器，从混合机构被供给混合气体，并且将所供给来的混合气体吹出至磷酸水溶液中以产生混合气体的气泡；以及流量调整机构，调整水蒸气供给机构所供给的水蒸气的流量和非活性气体供给机构所供给的非活性气体的流量，以使混合气体的湿度成为目标湿度。

Description

基板处理装置及基板处理方法
技术领域
本发明是关于一种通过经通气搅拌(aeration-agitation)的处理液来处理基板的基板处理技术。在处理对象的基板中包含有半导体晶圆(wafer)、液晶显示装置用玻璃基板、FED(Field Emission Display；场致发射显示器)用基板、等离子显示器面板(plasmadisplay panel)用玻璃基板、光盘用基板、磁盘用基板、磁光盘用基板及光掩模(photomask)用基板等的各种基板。
背景技术
在专利文献1中已有公开一种基板处理装置，在保持蚀刻液的蚀刻槽配置扩散器(diffuser)，将湿润过的气体供给至扩散器内部的气体供给管，且使湿润过的气体从与气体供给管连通的多个小孔吹出至蚀刻液中，借此使气泡产生于蚀刻液中并进行蚀刻液的通气搅拌。该装置使由空气压缩机压缩且除湿过的空气通过加湿槽内的水中使其湿润来生成湿润过的空气且供给至扩散器。在专利文献1中，作为湿润过的气体，还公开有以下的其它手法：使用对未加湿的气体施加雾状的水而生成的加湿气体的手法；以及使用由蒸气产生器所产生的水蒸气的手法。依据该装置，能通过使湿润过的气体通过扩散器的小孔来防止小孔的内壁的干燥。因此，能防止因水垢的附着所致的小孔的闭塞。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-147637号公报。
发明内容
发明要解决的问题
在将基板浸渍于已加热至沸点附近的温度(例如，160℃)的磷酸水溶液中以进行蚀刻处理的装置中，当使干燥过的气体吹出至磷酸水溶液中以产生气泡时，就会因气泡的温度上升和从磷酸水溶液中蒸发后的水蒸气进入气泡中而气泡直径扩大，使基板因气泡而蒙受损伤。
可认为只要使湿润过的气体吹出至磷酸水溶液中以产生气泡，就能抑制从磷酸水溶液蒸发后的水蒸气进入气泡内并抑制气泡的扩大，且可以减轻基板所蒙受的损伤，另一方面，可认为当气泡过小时就会使磷酸水溶液的搅拌性能降低并使蚀刻的效率降低。
因此，为了抑制搅拌性能的降低并且抑制基板蒙受气泡所带来的损伤，就有必要将所产生的气泡在通过基板时的气泡直径控制在可以维持搅拌性能并且抑制基板的损伤的大小。因此，有必要将湿润过的气体的湿度控制在满足该条件的适当的范围。
在将按照专利文献1所公开的各手法所生成的湿润过的气体供给至磷酸水溶液中的情况下，并不容易将该湿润过的气体的湿度控制在所期望的范围。因此，会有难以抑制基板的损伤并提高基板的处理效率的问题。
本发明为了解决如此的问题而开发完成，其目的在于提供一种在利用通气搅拌中的磷酸水溶液来处理基板的技术中，可以抑制基板的损伤并且可以提高基板的处理效率的技术。
用于解决问题的手段
为了解决上述的课题，第一实施方式的基板处理装置是具备：处理槽，收容磷酸水溶液，且对已浸渍于该磷酸水溶液中的基板施加蚀刻处理；水蒸气供给机构，供给水蒸气；非活性气体供给机构，供给非活性气体；混合机构，从前述水蒸气供给机构被供给前述水蒸气，并且从前述非活性气体供给机构被供给前述非活性气体，且混合所供给来的前述水蒸气和前述非活性气体以生成混合气体；气泡产生器，从前述混合机构被供给前述混合气体，并且将所供给来的前述混合气体吹出至前述磷酸水溶液中以产生前述混合气体的气泡；以及流量调整机构，是调整前述水蒸气供给机构所供给的前述水蒸气的流量和前述非活性气体供给机构所供给的前述非活性气体的流量，以使前述混合气体的湿度成为目标湿度。
第二实施方式的基板处理装置如第一实施方式的基板处理装置，其中前述流量调整机构调整前述水蒸气供给机构所供给的前述水蒸气的流量和前述非活性气体供给机构所供给的前述非活性气体的流量，以使前述混合气体的湿度成为前述目标湿度，并且使前述混合气体的流量成为目标流量。
第三实施方式的基板处理装置如第二实施方式的基板处理装置，其中进一步具备：流量取得部，取得使前述混合气体的湿度成为前述目标湿度并且使前述混合气体的流量成为前述目标流量时的前述水蒸气供给机构所供给的水蒸气的流量和前述非活性气体供给机构所供给的前述非活性气体的流量；以及调整机构控制部，基于前述流量取得部所取得的前述水蒸气的流量和前述非活性气体的流量来控制前述流量调整机构。
第四实施方式的基板处理装置如第三实施方式的基板处理装置，其中前述流量取得部通过进行所决定的运算来取得使前述混合气体的湿度成为前述目标湿度并且使前述混合气体的流量成为前述目标流量时的前述水蒸气供给机构所供给的前述水蒸气的流量和前述非活性气体供给机构所供给的前述非活性气体的流量。
第五实施方式的基板处理装置如第一实施方式至第四实施方式中任一实施方式的基板处理装置，其中具备：水蒸气加热用加热器，将前述水蒸气供给机构所供给之前述水蒸气在供给至前述混合机构的前加热；以及非活性气体加热用加热器，将前述非活性气体供给机构所供给的前述非活性气体在供给至前述混合机构的之前加热。
第六实施方式的基板处理装置如第一至第五实施方式中任一实施方式的基板处理装置，其中进一步具备：混合气体加热用加热器，将前述混合气体在供给至前述气泡产生器之前加热。
第七实施方式的基板处理方法，对已浸渍于磷酸水溶液中的基板施加蚀刻处理；前述基板处理方法具备：水蒸气供给步骤，供给水蒸气；非活性气体供给步骤，供给非活性气体；混合步骤，混合在前述水蒸气供给步骤中所供给的前述水蒸气和在前述非活性气体供给步骤中所供给的前述非活性气体以生成混合气体；气泡产生步骤，将前述混合气体吹出至前述磷酸水溶液中以产生前述混合气体的气泡；以及流量调整步骤，调整在前述水蒸气供给步骤中所供给的前述水蒸气的流量和在前述非活性气体供给步骤中所供给的前述非活性气体的流量，以使前述混合气体的湿度成为目标湿度。
发明的效果
根据第一实施方式的发明，混合机构混合水蒸气和非活性气体以生成混合气体，气泡产生器将混合气体吹出至磷酸水溶液中以产生混合气体的气泡。然后，流量调整机构调整水蒸气供给机构所供给的水蒸气的流量和非活性气体供给机构所供给的非活性气体的流量，以使混合气体的湿度成为目标湿度。从而，只要将与气泡的气泡直径对应的湿度设定在目标湿度，就可以抑制基板的损伤，并且可以提高基板的处理效率，该气泡的气泡直径指表现基板蒙受气泡所带来的损伤的指标值满足预定的条件，且表现基板的处理效率的指标值满足预定的条件时的气泡直径。
根据第二实施方式的发明，流量调整机构可以调整水蒸气供给机构所供给的水蒸气的流量和非活性气体供给机构所供给的非活性气体的流量，一边将混合气体的流量设为目标流量，一边将混合气体的湿度设为目标湿度。从而，可以使处理槽中的磷酸水溶液由气泡所搅拌的范围稳定并且谋求抑制基板的损伤和提高基板的处理效率。
根据第三实施方式的发明，流量取得部取得当混合气体的湿度成为目标湿度且混合气体的流量成为目标流量时的水蒸气的流量和非活性气体的流量。调整机构控制部基于流量取得部所取得的水蒸气的流量和非活性气体的流量来控制流量调整机构。从而，即便是目标湿度和目标流量有变动的情况下，仍可以将混合气体的流量设为目标流量，将混合气体的湿度设为目标湿度。
根据第四实施方式的发明，流量取得部通过进行所决定的运算来取得当混合气体的湿度成为目标湿度并且混合气体的流量成为目标流量时的水蒸气供给机构所供给的水蒸气的流量和非活性气体供给机构所供给的非活性气体的流量。从而，即便是在目标湿度和目标流量有变动的情况下仍可以取得相应于目标湿度和目标流量的水蒸气的流量和非活性气体的流量。
根据第五实施方式的发明，水蒸气加热用加热器将水蒸气供给机构所供给的水蒸气在供给至混合机构之前加热，非活性气体加热用加热器将非活性气体供给机构所供给的非活性气体在供给至混合机构之前加热。从而，可以在供给至混合机构的水蒸气和非活性气体混合并生成混合气体时，控制混合气体的温度降低而发生凝结水。
根据第六实施方式的发明，混合气体加热用加热器将混合气体在供给至气泡产生器之前加热。从而，可以在供给至气泡产生器之前，抑制混合气体的温度降低。
根据第七实施方式的发明，混合步骤混合水蒸气和非活性气体以生成混合气体，气泡产生步骤将混合气体吹出至磷酸水溶液中以产生混合气体的气泡。然后，流量调整步骤调整在水蒸气供给步骤中所供给的水蒸气的流量和在非活性气体供给步骤中所供给的非活性气体的流量，以使混合气体的湿度成为目标湿度。从而，只要将与气泡的气泡直径对应的湿度设定在目标湿度，就可以抑制基板的损伤，并且可以提高基板的处理效率，该气泡的气泡直径指表现基板蒙受气泡所带来的损伤的指标值满足预定的条件，且表现基板的处理效率的指标值满足预定的条件时的气泡直径。
附图说明
图1是示意性地示出实施方式的基板处理装置的概略构成的侧面示意图。
图2是示意性地示出图1的基板处理机构的概略构成的立体图。
图3是示意性地示出图2的基板处理机构的概略构成的立体图。
图4是示意性地示出图2的基板处理机构的气泡产生器的侧面剖视图。
图5是以曲线图形式来示出容积绝对湿度与气泡体积的扩大率的关系的示意图。
图6是示出实施方式的基板处理装置的动作的流程图。
具体实施方式
以下，一边参照附图一边针对实施方式加以说明。以下的实施方式是使本发明具体化的一例，而非限定本发明的技术范围的事例。又，在以下所参照的各图中，为了容易理解起见，有的情况是夸张或简化各部的尺寸或数目所图示。又，在各图中在具有同样的构成及功能的部分附记相同的符号，在下述说明中省略重复说明。上下方向为铅直方向，且相对于处理槽内的气泡产生器升降机在上。
﹤1.基板处理装置的构成﹥
图1是示意性地示出实施方式的基板处理装置1的概略构成的侧面示意图。基板处理装置1是指对批量组合的多张基板W(基板组W1)一起施加使用磷酸水溶液的蚀刻处理的批式基板处理装置。
基板处理装置1具备：处理槽61；水蒸气供给机构2，用以供给水蒸气82；以及非活性气体供给机构3，用以供给非活性气体83。处理槽61收容磷酸水溶液87，且对已浸渍于磷酸水溶液87中的基板W(基板组W1)施加蚀刻处理。
基板处理装置1还具备：流量调整机构4，用以调整水蒸气供给机构2所供给的水蒸气82的流量Q0和非活性气体供给机构3所供给的非活性气体83的流量Q1；混合机构5；以及气泡产生器64，收容于处理槽61内。混合机构5从水蒸气供给机构2供给有水蒸气82，并且从非活性气体供给机构3供给有非活性气体83，且混合被供给的水蒸气82和非活性气体83以生成混合气体84。气泡产生器64被供给来自混合机构5的混合气体84，并且将所供给来的混合气体84吹出至磷酸水溶液87中以产生混合气体84的气泡85。
﹤水蒸气供给机构2﹥
水蒸气供给机构2对混合机构5的配管51供给水蒸气82。水蒸气供给机构2具备：呈密闭的水蒸气生成槽22，用以生成水蒸气82；纯水供给源21，用以供给纯水81；以及加热器25，用以加热已收容于水蒸气生成槽22的纯水81并使其沸腾，且生成水蒸气82。
水蒸气生成槽22包含：底壁；周壁，包围底壁并从底壁的周缘竖立设置；以及上壁，抵接于周壁的前端并封闭周壁的前端。
纯水供给源21连通于配管23的一端。纯水供给源21从贮存纯水的未图示的贮存槽通过泵等将纯水供给至配管23。配管23贯通水蒸气生成槽22的上壁而配设于水蒸气生成槽22内，配管23的另一端在水蒸气生成槽22内开口。纯水供给源21具备用以切换纯水81对配管23的供给/停止的未图示的开闭阀，该开闭阀的动作由控制部130所控制。纯水供给源21对水蒸气生成槽22供给纯水81，以使收容于水蒸气生成槽22内的纯水81的水位成为基准水位。
在纯水81已到达基准水位的状态下，会在纯水81的水面与水蒸气生成槽22的上壁的间形成有空间29。水蒸气供给机构2具备贯通水蒸气生成槽22的上壁的配管24。配管24的一端在空间29开口。配管24的另一端连通于混合机构5的配管51。在配管24的路径途中设置有流量调整机构4的流量控制机器41。
当加热器25加热水蒸气生成槽22内的纯水81并生成水蒸气82时，水蒸气生成槽22内的纯水81的水位就会降低。因此，水蒸气供给机构2进一步具备：水位感测器27，能够检测纯水81的水位已降低为比基准水位更低。水位感测器27的输出信号供给至控制部130。控制部130基于水位感测器27的输出信号来控制纯水供给源21的该开闭阀的开闭动作，以使水蒸气生成槽22内的纯水81的水位能保持于基准水位。
水蒸气供给机构2进一步具备：配管，用以连通外部与水蒸气生成槽22内部；以及压力调整阀26，设置于该配管的途中。压力调整阀26为了使水蒸气生成槽22的湿度一定且保护水蒸气生成槽22，而抑制水蒸气生成槽22内的压力的急剧变动。压力调整阀26，例如具备由控制部130所控制的电动致动器。控制部130控制电动致动器以对压力调整阀26设定自如地设定压力P0。压力调整阀26当空间29内的水蒸气82的压力成为比设定压力P0更高时，压力调整阀26就被开放以降低水蒸气82的压力，若水蒸气82的压力为设定压力P0以下则压力调整阀26关闭。当加热器25加热纯水81并使其沸腾时，生成水蒸气82并充满于空间29。已充满于空间29的水蒸气82通过配管24向配管51供给。向配管51供给的水蒸气82的流量由流量控制机器41所调整。
又，水蒸气供给机构2进一步具备加热器(“水蒸气加热用加热器”)28。加热器28以覆盖配管24的周围的方式所设置。加热器28按照控制部130的控制来加热配管24，借此水蒸气供给机构2在将经由配管24所供给的水蒸气82供给至混合机构5的配管51之前对其加热以调整水蒸气82的温度。
又，水蒸气供给机构2进一步具备：温度感测器91，用以测定纯水81的温度；湿度感测器92，用以测定所生成的水蒸气82的湿度；温度感测器93，用以测定配管24的温度；以及流量计94，用以测定在配管24中流动的水蒸气82的流量。温度感测器91、湿度感测器92、温度感测器93、流量计94的测定值被供给至控制部130。
﹤非活性气体供给机构3﹥
非活性气体供给机构3对混合机构5的配管51供给干燥过的非活性气体(图示的例中为干燥过的N2气体)83。非活性气体供给机构3具备：非活性气体供给源31；配管34；以及设置于配管34的途中的调节器32、加热器(“非活性气体加热用加热器”)33。配管34一端连通于非活性气体供给源31，另一端连通于配管51。
非活性气体供给源31贮存已被压缩并且已干燥的非活性气体83。非活性气体供给源31将贮存的非活性气体83供给至配管34。调节器32将从非活性气体供给源31所供给的非活性气体83的压力调整至所定的值。加热器33按照控制部130的控制，在将非活性气体83供给至混合机构5之前加热非活性气体83，借此调整非活性气体83的温度。
在配管34进一步设有流量调整机构4的流量控制机器42。流量控制机器42调整从非活性气体供给源31供给至配管51的非活性气体83的流量。
又，非活性气体供给机构3进一步具备：温度感测器95和流量计96，分别测定流动于配管34的非活性气体83的温度和流量。温度感测器95、流量计96的测定值被供给至控制部130。
﹤流量调整机构4﹥
流量调整机构4调整水蒸气供给机构2所供给的水蒸气82的流量和非活性气体供给机构3所供给的非活性气体83的流量。流量调整机构4具备：流量控制机器41，设置于配管24的路径途中；以及流量控制机器42，设置于配管34的路径途中。
流量控制机器41控制流动于配管24的水蒸气82的每单位时间的供给量，亦即控制水蒸气82的流量Q0。流量控制机器42控制流动于配管34的非活性气体83的每单位时间的供给量，亦即控制非活性气体83的流量Q1。流量控制机器41、42例如构成为具备质量流量控制器(MFC；Mass Flow Contr oller)。控制部130将水蒸气82(非活性气体83)的每单位时间的供给量设定于流量控制机器41(42)。因此，水蒸气82(非活性气体83)的每单位时间的供给量能被调整在所设定的供给量。作为流量控制机器41、42，例如也可采用能够通过来自控制部130的控制来调节阀的开启度的电动阀等。
﹤混合机构5﹥
混合机构5从水蒸气供给机构2经由配管24来供给水蒸气82，并且从非活性气体供给机构3经由配管34来供给非活性气体83。混合机构5混合所供给来的水蒸气82和非活性气体83以生成混合气体84。
混合机构5具备配管(“混合配管”)51、和加热器(“混合气体加热用加热器”)52。加热器52以覆盖配管51的周围的方式所设置。在配管51的一端连接有配管24的另一端和配管34的另一端。配管51的另一端连通于基板处理机构6的气泡产生器64。
在水蒸气供给机构2的水蒸气生成槽22所生成的水蒸气82在通过流量控制机器41调整其流量Q0之后才被供给至配管51。从非活性气体供给机构3的非活性气体供给源31所供给的干燥过的非活性气体83在通过流量控制机器42调整其流量Q1之后才被供给至配管51。被供给至配管51的水蒸气82和非活性气体83在配管51相互地混合。因此，生成混合气体84。加热器52按照控制部130的控制来加热配管51，借此在混合气体84被供给至气泡产生器64之前加热混合气体84以调整混合气体84的温度。
混合机构5进一步具备：温度感测器97、湿度感测器98及流量计99，分别测定流动于配管51的混合气体84的温度、湿度及流量。温度感测器97、湿度感测器98、流量计99的测定值被供给至控制部130。
﹤基板处理机构6﹥
图2、图3是示意性地示出基板处理装置1的基板处理机构6的概略构成的立体图。图2、图3是示出作为透视已收容于基板处理机构6的处理槽61内的气泡产生器64、升降机68等的示意图。图4是示意性地示出基板处理机构6的气泡产生器64的侧面剖视图。
基板处理机构6对批量组合的多张基板W(基板组W1)一起施加使用磷酸水溶液87的蚀刻处理。基板处理机构6具备：处理槽61；气泡产生器64，收容于处理槽61；以及能够升降的升降机68，用以支撑基板组W1。
处理槽61收容磷酸水溶液87，且对已浸渍于磷酸水溶液87的基板W(基板组W1)施加蚀刻处理。处理槽61包含：底壁；以及周壁，包围底壁并从底壁的周缘竖立设置。在处理槽61的上部形成有开口部。该开口部由处理槽61的周壁的前端包围所形成。
在处理槽61内设置有配管(“磷酸水溶液供给配管”)62。在配管62连通有已设置于处理槽61的外部的未图示的磷酸水溶液供给源。磷酸水溶液供给源将已由加热器事先加热至沸点附近的温度(例如，160℃)的磷酸水溶液87供给至配管62。在配管62的周壁形成有多个吐出口(未图示)。供给至配管62的磷酸水溶液87从该吐出口朝向处理槽61内部吐出，并收容于处理槽61。
在处理槽61的底壁与底板平行地设置有平板状的保持板67。在保持板67的上表面安装有至少一个(图示的例中为二个)筒状的气泡产生器64。
气泡产生器64被从混合机构5供给有混合气体84，并且将所供给来的混合气体84吹出至处理槽61内的磷酸水溶液87中以产生混合气体84的气泡85。因气泡产生器64暴露于高温的磷酸水溶液87中，故而优选由例如石英形成为例如圆筒状。
在气泡产生器64的一端连接有配管51的另一端。气泡产生器64的内周面构成可供从配管51所供给的混合气体84流动的流路65。气泡产生器64的前端(另一端)被壁部封闭。在气泡产生器64的周壁中的上侧部分形成有多个吐出口66。各个吐出口66连通于气泡产生器64内的流路65，且在气泡产生器64的外周面开口。各个吐出口66的口径D1，例如设定在0.1mm至0.5mm。气泡产生器64优选沿着由升降机68所支撑的多个基板W的排列方向延伸设置。
气泡产生器64将从配管51所供给来的混合气体84经过流路65从各个吐出口66吹出至磷酸水溶液87中，借此使混合气体84的气泡85产生于磷酸水溶液87中。在气泡85在磷酸水溶液87内上升的过程中，从磷酸水溶液87所蒸发的水蒸气将欲进入气泡85内。但是，因形成气泡85的混合气体84并未干燥，且其容积绝对湿度被设定在目标湿度，故而能抑制水蒸气进入气泡85内。因此，能抑制因水蒸气的进入所致的气泡85的扩大。从而，可以抑制浸渍于磷酸水溶液87的基板W蒙受气泡85所带来的损伤。
升降机68具备：在铅直方向立着的姿势的板状的升降机头部68a；以及基板支撑构件68b。升降机头部68a通过设置于处理槽61的外部的未图示的升降机构而进行升降。
基板支撑构件68b被设置成能够从下方支撑以在铅直方向立着的姿势排列于水平方向的多张基板W(基板组W1)。基板支撑构件68b包含多个(图示的例中为三个)长条构件。该多个长条构件从升降机头部68a的一主面的下端部分彼此沿着相同的方向(该一主面的法线方向)相对于升降机头部68a分别延伸设置于相同侧。在彼此相邻的长条构件的间设置有间隙。因此，由升降机68所支撑的各个基板W的下端侧的周缘与设置于升降机68的下方的气泡产生器64相向。
各个基板W以其主面与升降机头部68a的一主面成为平行的方式由基板支撑构件68b所支撑。在基板支撑构件68b的各个长条构件的上端部分中的支撑多个基板W的多个部分形成有未图示的多个沟槽部。各个沟槽部以比基板W的厚度略宽的宽度沿着基板W的主面(升降机头部68a的一主面)所形成。各个沟槽部的深度被设定成为大致等于基板W的周缘部的宽度。由此，基板W能在被各个长条构件中的对应的各个沟槽部包夹其周缘部的状态下，被基板支撑构件68b从下方来支撑。
升降机68在处理槽61的上方的递送位置从未图示的搬运机器人接收事先批量组合过的基板组W1。升降机68在接收基板组W1之后，从处理槽61的开口部下降至处理槽61内部，借此将基板组W1一起收容于处理槽61内，且浸渍于磷酸水溶液87中。当对基板组W1的处理结束时，升降机68就会上升至处理槽61的上方的递送位置，并将处理过的基板组W1交付给搬运机器人。
﹤控制部130﹥
基板处理装置1为了其各部的控制而具备控制部130。作为控制部130的硬件的构成，例如可以采用与一般的计算机同样的构成。亦即，控制部130例如是将进行各种运算处理的CPU11、作为存储基本程序的读出专用的存储器的ROM(未图示)、作为存储各种信息的读写自如的存储器的RAM(未图示)、接收操作者的输入的输入部(未图示)、以及事先存储有对应于各种处理的程序PG或数据等的存储装置14连接于未图示的总线(bus line)所构成。在存储装置14亦存储有通过输入部等所设定的混合气体84的目标温度T2、目标流量Q2、目标湿度H2等。
在控制部130中，能通过作为主控制部的CPU11按照程序PG所描述的顺序进行运算处理，来实现控制基板处理装置1的各部的各种功能部。具体而言，CPU11例如是发挥作为流量取得部15、及调整机构控制部16等的各个功能部来动作。
流量取得部15通过进行所决定的运算来取得混合气体84的湿度成为目标湿度H2并且混合气体84的流量成为目标流量Q2时的水蒸气供给机构2所供给的水蒸气82的流量Q0和非活性气体供给机构3所供给的非活性气体83的流量Q1。流量取得部15也可以取得混合气体84的湿度成为目标湿度H2并且混合气体84的流量成为目标流量Q2时的水蒸气供给机构2所供给的水蒸气82的流量Q0和非活性气体供给机构3所供给的非活性气体83的流量Q1。调整机构控制部16基于流量取得部15所取得的水蒸气82的流量Q0和非活性气体83的流量Q1来控制流量调整机构4。
水蒸气供给机构2、非活性气体供给机构3、流量调整机构4及基板处理机构6等的基板处理装置1的各部按照控制部130的控制来进动作。
﹤2.有关容积绝对湿度与气泡体积的扩大率的关系﹥
图5是根据理论公式算出吹出至磷酸水溶液87中的混合气体84的容积绝对湿度、与磷酸水溶液87中所生成的混合气体84的气泡85的体积扩大率的关系，并以曲线图形式来示出的示意图。气泡85的扩大率是指扩大后的气泡85的体积相对于扩大前(刚从气泡产生器64的吐出口64a吐出后)的气泡85的体积的比率。如图5所示，当混合气体84的容积绝对湿度增加时，气泡的体积的扩大率就会减少。具体而言，例如，当容积绝对湿度从100g/m3增加至500g/m3时，气泡85的体积的扩大率就会从约14倍减少至约4倍。
﹤3.基板处理装置的动作﹥
图6是示出基板处理装置1的动作的一例的流程图。基于图6来针对基板处理装置1的动作的一例说明如下。
在开始由基板处理装置1所进行的图6所记载的动作前，作业者先行操作控制部130的输入部来设定供给至处理槽61的混合气体84的目标流量Q2[m3/s]、目标湿度H2[kg/m3]、目标温度T2[℃]以及水蒸气生成槽22的压力调整阀26的设定压力P0。这些的设定值存储于存储装置14并通过CPU11所读出，且使用于由控制部130所进行的控制中。为了预防凝结水，目标温度T2优选被设定为比后面所述的温度T0更高。
基板处理装置1开始水蒸气82的供给(图6的步骤S10)。更具体地，当压力调整阀26的设定压力P0亦即水蒸气82的压力P0被设定时，控制部130就会将饱和蒸气压设为压力P0并根据蒸气压曲线算出水蒸气82的温度T0。
控制部130控制加热器25并进行纯水81的加热，以使由温度感测器91所测定的纯水81的温度成为所算出的温度T0。因此，就能生成水蒸气82且开始其供给。又，控制部130基于温度感测器93所测定的配管24的温度来控制加热器28并以使配管24的温度成为温度T0的方式来加热配管24，亦即以使流动于配管24的水蒸气82的温度成为温度T0的方式来加热配管24。因此，能抑制配管24的凝结水。
控制部130的流量取得部15将混合气体84所设定的目标流量Q2、目标湿度H2、和由湿度感测器92所测定到的水蒸气82的湿度H0代入数式(1)中，并算出从水蒸气生成槽22供给至配管24的水蒸气82的流量Q0。又，流量取得部15以使水蒸气82的流量Q0与非活性气体83的流量Q1的和成为混合气体84的目标流量Q2的方式来算出流量Q1。
Q0＝Q2×H2/H0…(1)
控制部130的调整机构控制部16控制流量控制机器41来供给水蒸气82，以使水蒸气82的流量成为所算出的流量Q0。
控制部130反馈在配管51由湿度感测器91所测定的混合器84的湿度。控制部130进行水蒸气82的流量Q0的微调整，以便混合气体84的湿度成为目标湿度H2。水蒸气82的流量Q0由流量计94所测定。
再者，在水蒸气生成槽22所生成的水蒸气82的容积绝对湿度H0是在将水蒸气82假定为理想气体时通过数式(2)来大致算出的。
H0＝P0/{R×(273.15+T0)}×M_DIW…(2)
其中，
气体常数R＝8314[m2g/s2·K·mol]
水蒸气的物质量M_DIW＝18[g/mol]。
基板处理装置1开始非活性气体83的供给(步骤S20)。更具体地，控制部130基于温度感测器95所测定的非活性气体(干燥过的N2气体)83的温度来控制加热器33并加热非活性气体83，以使非活性气体83成为温度T1。控制部130的调整机构控制部16控制流量控制机器42并供给非活性气体83以使非活性气体83的流量成为所算出的流量Q1。由此，非活性气体供给机构3开始对配管51供给已加热至温度T1的非活性气体83。
基板处理装置1将水蒸气供给机构2经由配管24所供给的水蒸气82和非活性气体供给机构3经由配管34所供给的非活性气体83在混合机构5的配管51中混合以生成混合气体84(步骤S30)。
基板处理装置1调整水蒸气82的流量和非活性气体83的流量(步骤S40)。更具体而言，流量调整机构4调整水蒸气供给机构2所供给的水蒸气82的流量Q0和非活性气体供给机构3所供给的非活性气体83的流量Q1，以使混合气体84的湿度成为目标湿度H2并且混合气体84的流量成为目标流量Q2。流量调整机构4也可以在调整机构控制部16的控制下，调整水蒸气供给机构2所供给的水蒸气82的流量Q0和非活性气体供给机构3所供给的非活性气体83的流量Q1，以使混合气体84的湿度成为目标湿度H2。
更具体地，流动于配管51的混合气体84的流量由流量计99所测定。将测定的流量反馈至控制部130。控制部130的调整机构控制部16控制流量控制机器42并调整非活性气体83的流量Q1以使混合气体84的流量成为目标流量Q2。非活性气体83的流量Q1由流量计96所测定。
控制部130基于温度感测器97所测定的混合气体84的温度，利用加热器52来加热配管51，将流动于配管51的混合气体84的温度调整至目标温度T2。已调整至目标温度T2的混合气体84经由配管51被供给至处理槽61。
流动于配管51的混合气体84的湿度由湿度感测器98所测定。所测定到的湿度被反馈至控制部130。调整机构控制部16控制流量控制机器41来调整从水蒸气生成槽22供给至配管24的水蒸气82的流量Q0以使混合气体84的湿度成为目标湿度H2。
流动于配管51的混合气体84的流量由通过流量计99所测定。所测定到的流量被反馈至控制部130。控制部130控制流量控制机器41的设定值并调整从水蒸气生成槽22供给至配管24的水蒸气82的流量Q0以使混合气体84的流量成为目标流量Q2。
基板处理机构6将经由配管51所供给的混合气体84从气泡产生器64的吐出口66吹出至磷酸水溶液87中，以在磷酸水溶液87中产生混合气体84的气泡85(步骤S50)。
基板处理装置1也可不具备用以控制流量调整机构4的调整机构控制部16。在此情况下，例如设置能够手动调整开启度的各个调整阀来作为流量控制机器41、42，并能通过作业者手动调整各个调整阀的开启度来调整水蒸气82的流量Q0和非活性气体83的流量Q1。
混合机构5既可设置于处理槽61的外部，又可设置于处理槽61的内部。也可使用设置有基板处理装置1的工场的蒸气供给设备来作为水蒸气供给机构2。
根据如以上所构成的本实施方式的基板处理装置，混合机构5混合水蒸气82和非活性气体83以生成混合气体84；气泡产生器64将混合气体84吹出至磷酸水溶液87中以产生混合气体84的气泡85。而且，流量调整机构4调整水蒸气供给机构2所供给的水蒸气82的流量和非活性气体供给机构3所供给的非活性气体83的流量以使混合气体84的湿度成为目标湿度。从而，只要在目标湿度设定与气泡85的气泡直径对应的湿度，就可以抑制基板W的损伤并且可以提高基板W的处理效率，在此，该气泡85的气泡直径是指表现基板W蒙受气泡85所带来的损伤的指标值满足预定的条件且表现基板W的处理效率的指标值满足预定的条件时的气泡直径。
又，根据如以上所构成的本实施方式的基板处理装置，流量调整机构4可以调整水蒸气供给机构2所供给的水蒸气82的流量和非活性气体供给机构3所供给的非活性气体83的流量，而将混合气体84的流量设为目标流量并且将混合气体84的湿度设为目标湿度。从而，可以使处理槽61中的磷酸水溶液87被气泡85所搅拌的范围稳定并且谋求抑制基板W的损伤和提高基板W的处理效率。
又，根据如以上所构成的本实施方式的基板处理装置，流量取得部15取得使混合气体84的湿度成为目标湿度并且使混合气体84的流量成为目标流量时的水蒸气82的流量和非活性气体83的流量。调整机构控制部16基于流量取得部15所取得的水蒸气82的流量和非活性气体83的流量来控制流量调整机构4。从而，即便是目标湿度和目标流量有变动的情况下，仍可以使混合气体84的流量成为目标流量，使混合气体84的湿度成为目标湿度。
又，根据如以上所构成的本实施方式的基板处理装置，流量取得部15通过进行所决定的运算来取得使混合气体84的湿度成为目标湿度并且使混合气体84的流量成为目标流量时的水蒸气供给机构2所供给的水蒸气82的流量和非活性气体供给机构3所供给的非活性气体83的流量。从而，即便是在目标湿度和目标流量有变动的情况下仍可以取得相应于目标湿度和目标流量的水蒸气82的流量和非活性气体83的流量。
又，根据如以上所构成的本实施方式的基板处理装置，加热器28将水蒸气供给机构2所供给的水蒸气82在供给至混合机构5之前加热，加热器33将非活性气体供给机构3所供给的非活性气体83在供给至混合机构5之前加热。从而，可以在供给至混合机构5的水蒸气82和非活性气体83混合并生成混合气体84时抑制混合气体84的温度降低而发生凝结水。
又，根据如以上所构成的本实施方式的基板处理装置，加热器52将混合气体84在供给至气泡产生器64之前加热。从而，可以抑制混合气体84在供给至气泡产生器64之前的温度降低。
又，根据如以上所构成的本实施方式的基板处理方法，混合步骤混合水蒸气82和非活性气体83以生成混合气体84，气泡产生步骤将混合气体84吹出至磷酸水溶液87中以产生混合气体84的气泡85。而且，流量调整步骤调整在水蒸气供给步骤中所供给的水蒸气82的流量和在非活性气体供给步骤中所供给的非活性气体83的流量，以使混合气体84的湿度成为目标湿度。从而，只要将与气泡85的气泡直径对应的湿度设定在目标湿度，就可以抑制基板W的损伤并且可以提高基板W的处理效率，在此，该气泡85的气泡直径是指表现基板W蒙受气泡85所带来的损伤的指标值满足预定的条件且表现基板W的处理效率的指标值满足预定的条件时的气泡直径。
虽然本发明已被详细示出且描述，但是上述的描述在全部的实施方式中皆为例示而非为限定。从而，本发明能够在其发明的范围内适当变更、省略实施方式。
附图标记说明
1 基板处理装置
2 水蒸气供给机构
21 纯水供给源
22 水蒸气生成槽
24 配管(水蒸气供给配管)
25 加热器(纯水加热用加热器)
28 加热器(水蒸气加热用加热器)3非活性气体供给机构
31 非活性气体供给源
33 加热器(非活性气体加热用加热器)
4 流量调整机构
41、42 流量控制机器 5 混合机构
51 配管(混合配管)
52 加热器(混合气体加热用加热器)
6 基板处理机构
61 处理槽
62 配管(磷酸供给配管)
64 气泡产生器(扩散器)
65 流路
66 吐出口
67 保持板
68 升降机
68a 升降机头部
68b 基板支撑构件
81 纯水
82 水蒸气
83 非活性气体
84 混合气体
85 气泡
87 磷酸水溶液
W 基板
W1 基板组

Claims (7)

1.一种基板处理装置，具备：
处理槽，收容磷酸水溶液，且对已浸渍于该磷酸水溶液中的基板施加蚀刻处理；
水蒸气供给机构，供给水蒸气；
非活性气体供给机构，供给非活性气体；
混合机构，从所述水蒸气供给机构被供给所述水蒸气，并从所述非活性气体供给机构被供给所述非活性气体，且混合所供给来的所述水蒸气和所述非活性气体以生成混合气体；
气泡产生器，从所述混合机构被供给所述混合气体，并将所供给来的所述混合气体吹出至所述磷酸水溶液中以产生所述混合气体的气泡；以及
流量调整机构，调整所述水蒸气供给机构所供给的所述水蒸气的流量和所述非活性气体供给机构所供给的所述非活性气体的流量，以使所述混合气体的湿度成为目标湿度。
2.如权利要求1所记载的基板处理装置，其中，
所述流量调整机构调整所述水蒸气供给机构所供给的所述水蒸气的流量和所述非活性气体供给机构所供给的所述非活性气体的流量，以使所述混合气体的湿度成为所述目标湿度，并且使所述混合气体的流量成为目标流量。
3.如权利要求2所记载的基板处理装置，其中，进一步具备：
流量取得部，取得使所述混合气体的湿度成为所述目标湿度并且使所述混合气体的流量成为所述目标流量时的所述水蒸气供给机构所供给的水蒸气的流量和所述非活性气体供给机构所供给的所述非活性气体的流量；以及
调整机构控制部，基于所述流量取得部所取得的所述水蒸气的流量和所述非活性气体的流量来控制所述流量调整机构。
4.如权利要求3所记载的基板处理装置，其中，
所述流量取得部通过进行所决定的运算来取得使所述混合气体的湿度成为所述目标湿度并且使所述混合气体的流量成为所述目标流量时的所述水蒸气供给机构所供给的所述水蒸气的流量和所述非活性气体供给机构所供给的所述非活性气体的流量。
5.如权利要求1至4中任一项所记载的基板处理装置，其中，具备：
水蒸气加热用加热器，将所述水蒸气供给机构所供给的所述水蒸气在供给至所述混合机构之前加热；以及
非活性气体加热用加热器，将所述非活性气体供给机构所供给的所述非活性气体在供给至所述混合机构之前加热。
6.如权利要求1至5中任一项所记载的基板处理装置，其中，进一步具备：
混合气体加热用加热器，将所述混合气体在供给至所述气泡产生器之前加热。
7.一种基板处理方法，对已浸渍于磷酸水溶液中的基板施加蚀刻处理，
所述基板处理方法具备：
水蒸气供给步骤，供给水蒸气；
非活性气体供给步骤，供给非活性气体；
混合步骤，混合在所述水蒸气供给步骤中所供给的所述水蒸气和在所述非活性气体供给步骤中所供给的所述非活性气体以生成混合气体；
气泡产生步骤，将所述混合气体吹出至所述磷酸水溶液中以产生所述混合气体的气泡；以及
流量调整步骤，调整在所述水蒸气供给步骤中所供给的所述水蒸气的流量和在所述非活性气体供给步骤中所供给的所述非活性气体的流量，以使所述混合气体的湿度成为目标湿度。
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