CN110660708B - 基板处理装置和基板处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供基板处理装置和基板处理方法，能够高精度地变更使基板浸在其中来对基板进行处理的处理液的成分浓度。基板处理装置具备：处理槽，其贮存处理液，该处理液包含第一成分和沸点比所述第一成分的沸点高的第二成分，使基板浸在该处理液中来对基板进行处理；调整液供给部，其向所述处理槽供给调整液，该调整液包含所述第一成分，用于调整所述第二成分在所述处理液中所占的浓度；以及控制部，其控制所述调整液供给部，其中，在变更所述浓度时，所述控制部基于变更后的所述浓度与变更前的所述浓度的浓度差来计算与变更后的所述浓度相当的所述处理槽中的液面高度，基于进行所述计算得到的所述液面高度来控制所述调整液向所述处理槽的供给。

Description

基板处理装置和基板处理方法
技术领域
本公开涉及一种基板处理装置和基板处理方法。
背景技术
专利文献1中所记载的蚀刻处理装置使用规定浓度的磷酸水溶液来对基板进行蚀刻处理。蚀刻处理装置具有贮存磷酸水溶液的处理液贮存部、向处理液贮存部供给水的供水部以及使处理液贮存部中贮存的磷酸水溶液循环的处理液循环部。处理液循环部包括检测磷酸水溶液的浓度的浓度传感器。蚀刻处理装置通过供水部将与通过加热而蒸发的水的量相应的量的纯水供给至处理液贮存部。由此，蚀刻处理装置在处理液贮存部的处理槽中贮存规定浓度的磷酸水溶液，并使基板浸在该磷酸水溶液中，由此对基板进行蚀刻处理。
专利文献1：日本专利第6118739号
发明内容
发明要解决的问题
本公开的一个方式提供一种能够高精度地变更使基板浸在其中来对基板进行处理的处理液的成分浓度的技术。
用于解决问题的方案
本公开的一个方式所涉及的基板处理装置具备：处理槽，其贮存处理液，该处理液包含第一成分和沸点比所述第一成分的沸点高的第二成分，使基板浸在该处理液中来对基板进行处理；调整液供给部，其向所述处理槽供给调整液，该调整液包含所述第一成分，用于调整所述第二成分在所述处理液中所占的浓度；以及控制部，其控制所述调整液供给部，其中，在变更所述浓度时，所述控制部基于变更后的所述浓度与变更前的所述浓度的浓度差来计算与变更后的所述浓度相当的所述处理槽中的液面高度，基于进行所述计算得到的所述液面高度来控制所述调整液向所述处理槽的供给。
发明的效果
根据本公开的一个方式，能够高精度地变更使基板浸在其中来对基板进行处理的处理液的成分浓度。
附图说明
图1是表示一个实施方式所涉及的基板处理装置的图。
图2是表示一个实施方式所涉及的处理槽、基板保持部以及移动机构部的图。
图3是表示一个实施方式所涉及的处理槽的内槽和基板保持部的图。
图4是表示一个实施方式所涉及的维持磷酸在磷酸水溶液中所占的浓度的处理的流程图。
图5是表示一个实施方式所涉及的维持磷酸在磷酸水溶液中所占的浓度时的磷酸水溶液的保有量、水的蒸发量以及水的供给量之间的关系的图。
图6是表示一个实施方式所涉及的变更磷酸浓度的处理的流程图。
图7是表示一个实施方式所涉及的逐渐降低磷酸浓度时的、外槽中的磷酸水溶液的液面高度随时间的变化和从调整液供给部供给的水的供给量随时间的变化的图。
图8是表示一个实施方式所涉及的逐渐增加磷酸浓度时的、外槽中的磷酸水溶液的液面高度随时间的变化和从调整液供给部供给的水的供给量随时间的变化的图。
图9是表示一个实施方式所涉及的浓度计发生故障时的处理的流程图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本公开的实施方式。此外，在各附图中，有时对相同或者对应的结构标注相同或者对应的附图标记，并省略说明。在以下的说明中，X轴方向、Y轴方向、Z轴方向是相互垂直的方向，X轴方向和Y轴方向是水平方向，Z轴方向是铅垂方向。在本说明书中，下方意味着铅垂方向下方，上方意味着铅垂方向上方。
图1是表示一个实施方式所涉及的基板处理装置的图。图2是表示一个实施方式所涉及的处理槽、基板保持部以及移动机构部的图。图3是表示一个实施方式所涉及的处理槽的内槽和基板保持部的图。
基板处理装置10通过将基板2浸在处理液3中来对基板2进行处理。基板2例如包括硅晶圆、氧化硅膜以及氮化硅膜。处理液3例如是磷酸水溶液，磷酸水溶液是将氧化硅膜和氮化硅膜中的氮化硅膜选择性地去除的蚀刻液。基板处理装置10可以对多张基板2同时进行处理。基板处理装置10例如具备处理槽20、处理液循环部30、原料液供给部50、调整液供给部60、基板保持部70、移动机构部75以及控制部90。
处理槽20用于贮存处理液3，使基板2浸在该处理液3中来对基板2进行处理。处理液3例如包含第一成分和沸点比第一成分的沸点高的第二成分。在处理液3是磷酸水溶液的情况下，第一成分是水，第二成分是磷酸。
处理槽20例如是双重槽，具有用于贮存处理液3的内槽21和用于回收从内槽21溢出的处理液3的外槽22。使基板2浸在贮存于内槽21的内部的处理液3中，来利用处理液3对基板2进行处理。
处理液循环部30具有用于从外槽22向内槽21输送处理液3的循环管31。在循环管31的中途设置有用于送出处理液3的循环泵32、用于调节处理液3的温度的调温器33以及用于收集处理液3中包含的微粒的循环过滤器34等。
调温器33包括对处理液3进行加热的加热器。调温器33在控制部90的控制下对处理液3进行加热，以使温度测定器11的测定温度达到设定温度。温度测定器11用于测定内槽21的内部贮存的处理液3的温度。温度测定器11例如由热电偶等构成。在处理液3是磷酸水溶液的情况下，处理液3的设定温度例如被设定为磷酸水溶液的沸点。此外，调温器33还可以包括对处理液3进行冷却的冷却器。
处理液循环部30具有与循环管31连接的供给管35。供给管35用于将从循环管31输送的处理液3供给至内槽21的内部。例如如图3所示那样，供给管35在Y轴方向上隔开间隔地设置有多根。例如如图2所示那样，各供给管35具有在内槽21的内部水平地设置的水平部36。
水平部36配置于基板保持部70的下方，如图3所示那样，以在铅垂方向上观察时与基板保持部70重叠的方式设置。水平部36沿X轴方向延伸，在其长边方向上隔开间隔地具有多个排出口37。多个排出口37以在Z轴方向上观察时不与基板保持部70重叠的方式设置。
多个排出口37分别朝正上方排出处理液3。由此，在内槽21的内部形成帘幕状的上升流。由于在内槽21的内部形成层流，因此能够对被基板保持部70保持的基板2均匀地进行处理。为了对基板2更均匀地进行处理，水平部36以从内槽21的底壁向上方分离的方式配置，以使基板2与水平部36的距离尽可能接近。
如图1所示，处理液循环部30具有与循环管31连接的浓度计侧管38。浓度计侧管38用于将从循环管31输送的处理液3供给至外槽22的内部。在浓度计侧管38的中途设置有浓度计39。
浓度计39用于测量第二成分在处理液3中所占的浓度。第二成分的浓度例如是磷酸的浓度。浓度计39具有折射率计40，该折射率计40用于检测作为第二成分的浓度的指标的折射率。第二成分的浓度与折射率之间的关系是预先通过实验等求出的，且被预先存储于控制部90的存储介质92。根据由折射率计40检测出的折射率以及预先存储的第二成分的浓度与折射率之间的关系，来测量第二成分的浓度。
此外，在处理液3由两种成分构成的情况下，测量第二成分在处理液3中所占的浓度相当于测量第一成分在处理液3中所占的浓度。
在浓度计侧管38的中途，以隔着浓度计39的方式设置第一开闭阀41和第二开闭阀42。在浓度计39测量第二成分的浓度的期间，第一开闭阀41和第二开闭阀42将处理液3的流路打开。处理液3从浓度计侧管38通过，浓度计39在该浓度计侧管38的中途测量第二成分的浓度。另一方面，在浓度计39不测量第二成分的浓度的期间，第一开闭阀41和第二开闭阀42将处理液3的流路关闭。
除了设置浓度计39以外，还可以设置浓度计45。浓度计45具有液压计46，该液压计46用于检测作为第二成分的浓度的指标的液压。作为液压计46，例如使用气泡式液面计。通常，为了测量液面高度的位移而使用气泡式液面计，但是在本实施方式中，为了测量第二成分的浓度而使用气泡式液面计，该气泡式液面计设置于液面高度固定的位置(具体地说是内槽21)。
液压计46具有气泡管47、吹扫气体供给单元48以及检测器49。气泡管47在内槽21的内部铅垂地配置，在该气泡管47的下端部具有用于排出吹扫气体的气泡的排出口。吹扫气体供给单元48向气泡管47供给吹扫气体，以使吹扫气体以固定的流量从气泡管47的排出口排出。吹扫气体例如是氮气等非活性气体。检测器49用于检测与施加于气泡管47的排出口的液压相当的吹扫气体的背压。
处理液3从内槽21向外槽22溢出，因此内槽21中的处理液3的液面高度是固定的。由于处理液3的液面高度是固定的，因此处理液3的密度越大，则施加于气泡管47的排出口的液压越大。除此以外，处理液3的密度根据第二成分的浓度而变动。在第二成分的密度大于第一成分的密度的情况下，第二成分的浓度越大，则处理液3的密度越大。另一方面，在第二成分的密度小于第一成分的密度的情况下，第二成分的浓度越小，则处理液3的密度越大。第二成分的浓度与液压之间的关系是预先通过实验等求出的，且被预先存储于控制部90的存储介质92。根据由液压计46检测出的液压以及预先存储的第二成分的浓度与液压之间的关系，来测量第二成分的浓度。
原料液供给部50用于向处理槽20供给原料液。原料液包含以预先决定的混合比混合后的第一成分和第二成分。原料液例如是磷酸水溶液。第二成分在原料液中所占的浓度是基于第二成分在处理液3中所占的浓度来设定的。例如，第二成分在原料液中所占的浓度被设定为与第二成分在处理液3中所占的浓度相同的程度。
原料液供给部50例如具有用于向处理槽20供给原料液的喷嘴51。喷嘴51经由开闭阀52及流量调整阀53而与供给源54连接。当开闭阀52将原料液的流路打开时，从喷嘴51向外槽22供给原料液。另一方面，当开闭阀52将原料液的流路关闭时，停止从喷嘴51向外槽22供给原料液。流量调整阀53用于调整来自喷嘴5的原料液的流量。供给源54用于向喷嘴51供给原料液。
调整液供给部60向处理槽20供给调整液。调整液包含第一成分，用于调整第二成分在处理液3中所占的浓度。第二成分在调整液中所占的浓度被设定为比第二成分在处理液3中所占的浓度低。调整液例如只包含第一成分。调整液例如是DIW(Deionized Water：去离子水)等水。第一成分具有比第二成分的沸点低的沸点，容易蒸发。调整液供给部60通过以与第一成分从处理液3蒸发的蒸发速度相同的速度向处理槽20供给调整液，来维持第二成分在处理液3中所占的浓度。
调整液供给部60也能够通过以比第一成分从处理液3蒸发的蒸发速度大的速度向处理槽20供给调整液，来降低第二成分在处理液3中所占的浓度。另外，调整液供给部60也能够通过以比第一成分从处理液3蒸发的蒸发速度小的速度向处理槽20供给调整液，来增加第二成分在处理液3中所占的浓度。
调整液供给部60具有用于向处理槽20供给调整液的喷嘴61。喷嘴61经由开闭阀62及流量调整阀63而与供给源64连接。当开闭阀62将调整液的流路打开时，从喷嘴61向外槽22供给调整液。另一方面，当开闭阀62将调整液的流路关闭时，停止从喷嘴61向外槽22供给调整液。流量调整阀63用于调整来自喷嘴61的调整液的流量。供给源64用于向喷嘴61供给调整液。
此外，由调整液供给部60供给调整液的位置不限于外槽22。例如，由调整液供给部60供给调整液的位置也可以是循环管31的中途。如果使调整液与处理液3混合，则能够调整第二成分在处理液3中所占的浓度。
基板保持部70用于保持基板2。基板保持部70可以同时保持多张基板2。例如如图3所示那样，基板保持部70具有在Y轴方向上隔开间隔地设置的多根基板保持棒72。在各基板保持棒72上，在X轴方向上隔开间隔地形成有多个槽，在各沟槽中插入基板2。由此，基板保持部70将多张基板2以在喷出口37的排列方向(在本实施方式中为X轴方向)上隔开间隔的方式保持。
移动机构部75(参照图2)使基板保持部70相对于内槽21移动。移动机构部75例如具有相对于内槽21固定的引导件76和沿引导件76移动的滑动件77。基板保持部70被固定于滑动件77，基板保持部70与滑动件77一起移动。作为驱动滑动件77的驱动源，例如使用电动马达，电动马达的旋转运动通过滚珠螺杆等运动转换机构而被转换为滑动件77的直线运动。
移动机构部75使基板保持部70在图2中用实线表示的处理位置与图2中用双点划线表示的待机位置之间移动。待机位置设定在处理位置的上方。在基板保持部70位于处理位置时，被基板保持部70保持的多个基板2的各基板2整体浸在处理液3中。另一方面，在基板保持部70位于待机位置时，被基板保持部70保持的多个基板2的各基板2整体暴露在外部空气中。基板保持部70在待机位置从外部输送装置接受处理前的基板2，接着下降到处理位置，经过规定时间后再次上升到待机位置，在待机位置将处理后的基板2交接给外部输送装置。之后，重复相同的动作。
控制部90(参照图1)例如由计算机构成，具备CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)91、以及存储器等存储介质92。在存储介质92中保存用于控制在基板处理装置10中执行的各种处理的程序。控制部90通过使CPU 91执行存储介质92中存储的程序来控制基板处理装置10的动作。另外，控制部90具备输入接口(输入I/F)93和输出接口(输出I/F)94。控制部90通过输入接口93接收来自外部的信号，通过输出接口94向外部发送信号。
上述程序也可以存储于计算机可读取的存储介质，并从该存储介质被安装到控制部90的存储介质92。作为计算机可读取的存储介质，例如列举硬盘(HD)、软盘(FD)、光盘(CD)、磁光盘(MO)、存储卡等。此外，程序也可以经由因特网从服务器下载后被安装到控制部90的存储介质92。
接着，说明使用基板处理装置10的基板处理方法。在以下的说明中，处理液3是磷酸水溶液，因此第一成分是水，第二成分是磷酸。另外，在以下的说明中，调整液是DIW等水，因此只含有作为第一成分的水，不含有作为第二成分的磷酸。
图4是表示一个实施方式所涉及的维持磷酸在磷酸水溶液中所占的浓度的处理的流程图。在控制部90的控制下，每隔规定时间重复进行图4所示的处理。
首先，控制部90执行判定是否接收到浓度维持指示的工序S101。浓度维持指示是将第二成分在处理液3中所占的浓度维持在预先决定的设定值的指示。例如，浓度维持指示是将磷酸在磷酸水溶液中所占的浓度C维持在预先决定的设定值的指示。浓度维持指示例如由外部控制器生成。
浓度维持指示被设定为有效，直到接收到浓度变更指示为止。浓度变更指示是变更第二成分在处理液3中所占的浓度的指示。例如，浓度变更指示是变更磷酸在磷酸水溶液中所占的浓度C的指示。浓度变更指示例如由外部控制器生成。
外部控制器在不同的定时向控制部90发送浓度维持指示和浓度变更指示。外部控制器向控制部90发送浓度变更指示的定时既可以处于将基板2浸在处理液3中来对基板2进行处理的工序中，也可以处于从处理液3中提起基板2的工序之后且将其它的基板2浸在处理液3中的工序之前。
控制部90在未接收到浓度维持指示的情况下(S101：“否”)，不实施维持磷酸在磷酸水溶液中所占的浓度C的处理，因此结束本次的处理。以下也将磷酸在磷酸水溶液中所占的浓度C简称为磷酸浓度C。
另一方面，控制部90在接收到浓度维持指示的情况下(S101：“是”)，为了实施维持磷酸浓度C的处理，执行利用浓度计39来测量磷酸浓度C的工序S102。
浓度计39具有折射率计40。也可以使用浓度计45来取代浓度计39。浓度计45具有液压计46。此外，也可以利用两个浓度计39、45来测定磷酸浓度C。
接着，控制部90执行基于磷酸浓度C的设定值与磷酸浓度C的测量值的偏差来从调整液供给部60向外槽22供给作为调整液的水的工序S103。磷酸浓度C的设定值是根据浓度维持指示来决定的。另一方面，磷酸浓度C的测量值是在工序S102中进行测量得到的。
例如，控制部90对水的供给量进行反馈控制，以使磷酸浓度C的设定值与磷酸浓度C的测量值的偏差成为零。作为反馈控制，例如使用PI控制(Proportional IntegralControl：比例积分控制)或者PID控制(Proportional Integral Differential Control：比例积分微分控制)。
在供给作为调整液的水的工序S103之后，控制部90结束本次的处理。
图5是表示一个实施方式所涉及的维持磷酸在磷酸水溶液中所占的浓度时的磷酸水溶液的保有量、水的蒸发量以及水的供给量之间的关系的图。磷酸水溶液的保有量V是处理槽20和处理液循环部30所保有的磷酸水溶液的体积。
处理槽20中的内槽21所保有的磷酸水溶液的体积V1(未图示)是固定的，预先存储于控制部90的存储介质92。另外，处理液循环部30所保有的磷酸水溶液的体积V3(未图示)是固定的，预先存储于控制部90的存储介质92。
另一方面，处理槽20中的外槽22所保有的磷酸水溶液的体积V2(未图示)根据外槽22中的磷酸水溶液的液面高度H(参照图1)而变动。该液面高度H由液面计12来测量。液面计12可以是常规的液面计。
液面高度H与体积V2之间的关系是预先通过实验等求出的，且被预先存储于控制部90的存储介质92。控制部90基于液面高度H的测量值以及预先存储的液面高度H与体积V2之间的关系，来计算体积V2。
控制部90求出根据液面高度H计算出的体积V2与存储介质92中存储的体积V1、V3之和(V1+V2+V3)来作为磷酸水溶液的保有量V。磷酸水溶液由磷酸和水构成，因此，如图5所示，磷酸水溶液的保有量V等于磷酸的保有量VP与水的保有量VW之和(VP+VW)。
控制部90基于磷酸水溶液的保有量V和磷酸浓度C的测量值来计算磷酸的保有量VP。另外，控制部90基于磷酸水溶液的保有量V和磷酸浓度C的测量值来计算水的保有量VW。在此，利用浓度计39或者浓度计45来测量磷酸浓度C。
控制部90在计算磷酸的保有量VP或者水的保有量VW的过程中，将磷酸浓度C的单位从质量％转换为体积％。在该转换中，使用水的密度和磷酸的密度。水的密度和磷酸的密度预先存储于控制部90的存储介质92，在计算VP或者VW时读出以供使用。
另外，在维持磷酸浓度C的处理的期间，不从原料液供给部50和调整液供给部60向处理槽20供给磷酸。另外，磷酸具有比水的沸点高的沸点，因此不会因蒸发而从处理槽20消失。因而，在维持磷酸浓度C的处理的期间，磷酸的保有量VP是固定的。
另一方面，在维持磷酸浓度C的处理的期间，水通过蒸发而从处理槽20消失，并且从调整液供给部60向处理槽20供给水。控制部90通过以与水的蒸发速度相同的速度向处理槽20供给水，来维持磷酸浓度C。当水的每单位时间的蒸发量与水的每单位时间的供给量相同时，磷酸浓度C维持固定。
在维持磷酸浓度C的处理的期间，水的每单位时间的蒸发量与水的每单位时间的供给量相同。因此，在维持磷酸浓度C的处理的期间，磷酸水溶液的保有量V是固定的，因此液面高度H也是固定的。
因此，也可以是，控制部90在磷酸浓度C的控制中使用浓度计39时，基于液面计12的测量值来判定浓度计39有无故障。如果浓度计39的测量值无异常，则液面高度H收敛于预定的范围内。
例如，在液面计12的测量值低于第一阈值HT1或者液面计12的测量值超过第二阈值HT2(HT2>HT1)时，控制部90判定为浓度计39有故障。另外，在液面计12的测量值为第一阈值HT1以上且第二阈值以下时，控制部90判定为浓度计39无故障。
第一阈值HT1和第二阈值HT2可以分别根据磷酸浓度C而变动。磷酸浓度C越小，则第一阈值HT1和第二阈值HT2越大。关于第一阈值HT1和第二阈值HT2的各阈值与磷酸浓度C之间的关系是预先通过实验等决定的，且被预先存储于控制部90的存储介质92。
此外，如上所述，在磷酸浓度C的控制中也可以使用浓度计45，在浓度计45的故障判定中也可以使用液面计12的测量值。
另外，控制部90也能够通过以比水的蒸发速度大的速度将水供给到处理槽20来降低磷酸水溶液的磷酸浓度C。另外，控制部90也能够通过以比水的蒸发速度小的速度将水供给到处理槽20来增加磷酸水溶液的磷酸浓度C。
当调整液供给部60将向处理槽20供给水时，需要一定时间才能使所供给的水扩散并与磷酸均匀地混合。因此，假设当控制部90一边利用浓度计39、45来监视磷酸浓度C一边控制从调整液供给部60供给的水的供给量以变更磷酸浓度C时，水的供给量有时会过多或者过少。因而，需要一定时间才能使磷酸浓度C稳定为变更后的浓度。
因此，当控制部90接收到变更磷酸浓度C的指示时，基于变更后的磷酸浓度CA与变更前的磷酸浓度CB的浓度差ΔC(ΔC＝CA-CB)来计算与变更后的磷酸浓度CA相当的液面高度HA。另外，控制部90基于计算出的液面高度HA来控制从调整液供给部60供给的水的供给量。
在水扩散并与磷酸均匀地混合之前以及混合之后，与变更后的磷酸浓度CA相当的液面高度HA是相同的。因此，只要基于液面高度HA来控制水的供给量，就能够高精度地将磷酸浓度C从CB变更为CA，能够缩短使磷酸浓度C稳定为CA所需的时间。
图6是表示一个实施方式所涉及的变更磷酸浓度的处理的流程图。例如，从图7所示的时刻t1至时刻t2进行图6所示的处理。另外，在图8所示的时刻t1至时刻t2进行图6所示的处理。图7是表示一个实施方式所涉及的逐渐降低磷酸浓度时的、外槽中的磷酸水溶液的液面高度随时间的变化和从调整液供给部供给的水的供给量随时间的变化的图。图8是表示一个实施方式所涉及的逐渐增加磷酸浓度时的、外槽中的磷酸水溶液的液面高度随时间的变化和从调整液供给部供给的水的供给量随时间的变化的图。
首先，控制部90执行工序S201，在该工序S201中，判定是否接收到浓度变更指示。浓度变更指示例如是变更磷酸浓度C的指示。
在没有收到浓度变更指示的情况下(S201：“否”)，控制部90不实施变更磷酸浓度的处理，因此结束本次的处理。
另一方面，在接收到浓度变更指示的情况下(S201：“是”)，控制部90执行计算浓度变更后的磷酸浓度CA与浓度变更前的磷酸浓度CB的浓度差ΔC(ΔC＝CA-CB)的工序S202。
在此，在将磷酸浓度C从CB变更为CA的处理中，磷酸没有因蒸发而从处理槽20消失，不从原料液供给部50和调整液供给部60向处理槽20供给磷酸。因而，在将磷酸浓度C从CB变更为CA的处理中，磷酸保有量VP是固定的。
由于磷酸保有量VP是固定的，因此水保有量VW和磷酸浓度C以1：1对应。也就是说，若决定了水保有量VW则决定了磷酸浓度C，若决定了磷酸浓度C则决定了水保有量VW。水保有量VW越多，则磷酸浓度C越小。
因此，控制部90执行工序S203，在该工序S203中，计算与在工序S202中计算出的浓度差ΔC相当的、水保有量VW的变化量ΔVW(ΔVW＝VAW-VBW)。VAW是与变更后的磷酸浓度CA相当的水保有量VW，VBW是与变更前的磷酸浓度CB相当的水保有量VW。
在计算与ΔC相当的ΔVW的过程中，控制部90将磷酸浓度C的单位从质量％转换为体积％。在该转换中，使用水的密度和磷酸的密度。水的密度和磷酸的密度被预先存储于控制部90的存储介质92，在计算ΔVW时读出以供使用。
接着，控制部90执行计算与计算出的水保有量VW的变化量ΔVW相当的、外槽22中的液面高度H的变化量ΔH(ΔH＝HA-HB)的工序S204。HA是与变更后的磷酸浓度CA相当的液面高度H，HB是与变更前的磷酸浓度CB相当的液面高度H。控制部90例如基于水保有量VW的变化量ΔVW和液面的面积S，来计算液面高度H的变化量ΔH(ΔH＝ΔVW/S)。
接着，控制部90执行工序S205，在该工序S205中，基于在工序S204中计算出的液面高度H的变化量ΔH以及与变更前的磷酸浓度CB相当的液面高度HB，来计算与变更后的磷酸浓度CA相当的液面高度HA(HA＝ΔH+HB)。在此，与变更前的磷酸浓度CB相当的液面高度HB使用在磷酸浓度C为CB时由液面计12测量出的测量值。
接着，控制部90执行设定液面高度H随时间的变化的工序S206。例如，如图7和图8中用实线表示的那样，控制部90为了将磷酸浓度C的设定从CB连续地变更为CA而将液面高度H的设定从HB连续地变更为HA。或者，如图7和图8中用单点划线表示的那样，控制部90为了将磷酸浓度C的设定从CB阶段性地变更为CA而将液面高度H的设定从HB阶段性地变更为HA。
接着，控制部90执行利用液面计12来测量液面高度的工序S207，接下来，执行判定在工序S207中测量出的液面高度H是否为HA的工序S208。
在工序S207中测量出的液面高度H不是HA的情况下(S208：“否”)，磷酸浓度C不是CA。因此，控制部90执行基于在工序S206中设定的液面高度H的设定值与在工序S207中测量出的液面高度H的测量值的偏差来供给水的工序S209。
例如，控制部90对水的供给量进行反馈控制，以使液面高度H的设定值与液面高度H的测量值的偏差成为零。作为反馈控制，例如使用PI控制(Proportional IntegralControl)或者PID控制(Proportional Integral Differential)。之后，控制部90再次执行工序S207以后的处理。
另一方面，在工序S207中测量出的液面高度H是HA的情况下(S208：“是”)，磷酸浓度C是CA。因此，控制部90结束本次的处理。之后，控制部90为了将磷酸浓度C维持在变更后的CA而实施图4所示的处理。
此外，本实施方式的控制部90为了简化液面高度HA的计算，在将磷酸浓度C从CB变更为CA的处理中不从原料液供给部50和调整液供给部60向处理槽20供给磷酸，但是本公开的技术不限定于此。也可以是，在将磷酸浓度C从CB变更为CA的处理中，控制部90使原料液供给部50或者调整液供给部60向处理槽20供给磷酸。控制部90能够基于时刻t1至时刻t2的磷酸的总供给量来校正与变更后的磷酸浓度CA相当的液面高度HA。
如以上所说明那样，控制部90基于在工序S205中计算出的液面高度HA和在工序S207中测量出的液面计12的测量值，来控制由调整液供给部60进行的水的供给。控制部90一边监视液面计12的测量值一边控制由调整液供给部60进行的水的供给，因此能够使液面高度H与HA准确地一致。控制部90监视液面计12的测量值，因此能够应对由磷酸浓度C的变更引起的水的蒸发速度的变动。
此外，本实施方式的控制部90一边监视液面计12的测量值一边控制由调整液供给部60进行的水的供给，但是本公开的技术不限定于此。控制部90只要基于在工序S205中计算出的液面高度HA来控制由调整液供给部60进行的水的供给即可，也可以不监视液面计12的测量值。
例如，也可以是，控制部90基于在工序S204中计算出的变化量ΔH来计算时刻t1至时刻t2的水的总供给量(mL)，从调整液供给部60向处理槽20供给计算出的总供给量的水。在此，将时刻t1至时刻t2的水的总蒸发量考虑在内地计算水的总供给量。
水的总蒸发量是通过对水的蒸发速度进行时间积分来求出的。可以假定从时刻t1至时刻t2水的蒸发速度固定。例如可以假定水的蒸发速度与时刻t1之前的将磷酸浓度C固定地维持在CB的处理中的水的供给速度相同。
另外，在变更磷酸浓度C的处理中，本实施方式的控制部90禁止基于浓度计39的测量值从调整液供给部60供给水，但是本公开的技术不限定于此。也可以是，控制部90基于在工序S205中计算出的液面高度HA和浓度计39的测量值来控制由调整液供给部60进行的水的供给。
例如，也可以是，控制部90一边监视浓度计39的测量值，一边控制由调整液供给部60基于在工序S205中计算出的液面高度HA进行的水的供给。能够评价基于在工序S205中计算出的液面高度HA进行的水的供给的控制结果。
另外，在磷酸浓度C的控制中，被用于磷酸浓度C的控制的浓度计39有时会发生故障。因此，以下说明浓度计39发生故障的情况下的处理。此外，在磷酸浓度C的控制中也可以使用浓度计45。浓度计45发生故障的情况下的处理与浓度计39发生故障的情况下的处理相同，因此省略说明。
图9是表示一个实施方式所涉及的浓度计发生故障时的处理的流程图。在控制部90的控制下，每隔规定时间重复进行图9所示的处理，在图4所示的维持磷酸浓度的处理中以及图6所示的变更磷酸浓度的处理中进行图9所示的处理。
首先，控制部90执行判定是否接收到浓度计39的故障指示的工序S301。浓度计39发生故障是指认为表示浓度计39的测量值的信号存在异常。例如，在表示浓度计39的测量值的信号中断了预先设定的时间以上时，生成故障指示。另外，在浓度计39的测量值连续预先设定的时间以上低于第一阈值CT1时，生成故障指示。另外，在浓度计39的测量值连续预先设定时间以上超过第二阈值CT2(CT2>CT1)时，生成故障指示。故障指示例如由外部控制器生成，外部控制器将故障指示发送到控制部90。
控制部90在没有接收到浓度计39的故障指示的情况下(S301：“否”)，判定为浓度计39无故障，结束本次的处理。
另一方面，控制部90在接收到浓度计39的故障指示的情况下(S301：“是”)，判定为浓度计39有故障，执行禁止基于浓度计39的测量值从调整液供给部60供给水的工序S302。
接着，控制部90执行利用液面计12来测量液面高度H的工序S303。
接着，控制部90执行基于在工序S303中测量出的液面高度H的测量值与液面高度H的设定值的偏差来从调整液供给部60向外槽22供给作为调整液的水的工序S304，结束本次的处理。
在维持磷酸浓度C的处理中接收到浓度计39的故障指示的情况下，控制部90采用紧挨在接收到该指示之前的液面高度H的测量值来作为工序S304中的液面高度H的设定值。
另一方面，在变更磷酸浓度C的处理中接收到浓度计39的故障指示的情况下，控制部90采用在图6所示的工序S206中决定的液面高度H的设定值来作为工序S304中的液面高度H的设定值。
如以上所说明那样，控制部90当探测浓度计39的故障时，禁止基于浓度计39的测量值向处理槽20供给水，执行基于液面计12的测量值向处理槽20进行的水的供给。由此，在浓度计39发生了故障的情况下，能够高精度地控制磷酸浓度C。
以上说明了本公开所涉及的基板处理装置和基板处理方法的实施方式，但是本公开不限定于上述实施方式等。能够在权利要求所记载的范围内进行各种变更、修正、置换、附加、删除以及组合。这些当然也属于本公开的技术范围。
上述实施方式的处理槽20是双重槽，但是本公开的技术也能够应用于单槽的处理槽。在处理槽为单槽的情况下，液面计12测量单槽中贮存的处理液3的液面高度。
上述实施方式的处理液3是磷酸水溶液，第一成分是水，第二成分是磷酸，但是本公开的技术也能够应用于磷酸水溶液以外的处理液。例如，处理液3也可以是氨水。在这种情况下，第一成分是氨，第二成分是水。
在处理液3为磷酸水溶液的情况下，作为第一成分的水是溶剂，作为第二成分的磷酸是溶质。另一方面，在处理液3为氨水的情况下，作为第一成分的氨是溶质，作为第二成分的水是溶剂。这样，第一成分和第二成分中的哪个成分是溶质都可以。在第一成分是溶质、第二成分是溶剂的情况下，浓度计39、45可以测量第一成分在处理液3中所占的浓度。浓度计39、45只要测量溶质的浓度即可。
上述实施方式的处理液3由两种成分构成，但是本公开的处理液也可以由三种以上的成分构成。例如，处理液3也可以是SC-1(包含氢氧化铵、过氧化氢以及水的清洗液)。
上述实施方式的处理液3的溶剂是水，但是处理液3的溶剂也可以是有机溶剂。
上述实施方式的基板2包括硅晶圆、氧化硅膜以及氮化硅膜，但是关于基板2的结构没有特别限定。例如，基板2也可以包括碳化硅基板、蓝宝石基板、玻璃基板等来取代硅晶圆。

Claims (12)

1.一种基板处理装置，具备：
内槽，其贮存处理液，该处理液包含第一成分和沸点比所述第一成分的沸点高的第二成分，使基板浸在该处理液中来对基板进行处理；
外槽，其用于回收从所述内槽溢出的所述处理液；
循环管，其用于从所述外槽向所述内槽输送所述处理液；
调整液供给部，其向所述外槽供给调整液，该调整液包含所述第一成分，用于调整所述第二成分在所述处理液中所占的浓度；以及
控制部，其控制所述调整液供给部，
其中，在变更所述浓度时，所述控制部基于变更后的所述浓度与变更前的所述浓度的浓度差来计算与变更后的所述浓度相当的所述外槽中的液面高度，基于进行所述计算得到的所述液面高度来控制所述调整液向所述外槽的供给。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
还具备用于测量所述液面高度的液面计，
在变更所述浓度时，所述控制部基于变更后的所述浓度与变更前的所述浓度的浓度差来计算与变更后的所述浓度相当的所述液面高度，基于进行所述计算得到的所述液面高度和所述液面计的测量值来控制所述调整液向所述外槽的供给。
3.根据权利要求1或2所述的基板处理装置，其特征在于，
还具备用于测量所述浓度的浓度计，
在维持所述浓度时，所述控制部基于所述浓度的设定值与所述浓度计的测量值的偏差来控制所述调整液向所述外槽的供给。
4.根据权利要求3所述的基板处理装置，其特征在于，
还具备用于测量所述液面高度的液面计，
所述控制部在基于所述浓度的设定值与所述浓度计的测量值的偏差来控制所述调整液向所述外槽的供给时，基于所述液面计的测量值来判定所述浓度计有无故障。
5.根据权利要求1、2、4中的任一项所述的基板处理装置，其特征在于，
还具备用于测量所述液面高度的液面计和用于测量所述浓度的浓度计，
所述控制部在探测到所述浓度计的故障时，禁止基于所述浓度计的测量值向所述外槽供给所述调整液，并且基于所述液面计的测量值执行所述调整液向所述外槽的供给。
6.根据权利要求4所述的基板处理装置，其特征在于，
所述浓度计具有液压计，该液压计用于检测作为所述浓度的指标的所述处理液的液压。
7.根据权利要求4或6所述的基板处理装置，其特征在于，
所述浓度计具有折射率计，该折射率计用于检测作为所述浓度的指标的所述处理液的折射率。
8.一种基板处理方法，包括以下工序：
将基板浸在处理液中来对基板进行处理，该处理液贮存于内槽，包含第一成分和沸点比所述第一成分的沸点高的第二成分，其中，所述处理液通过循环管从用于回收从所述内槽溢出的所述处理液的外槽被输送至所述内槽；以及
向所述外槽供给调整液，该调整液包含所述第一成分，用于调整所述第二成分在所述处理液中所占的浓度，
其中，向所述外槽供给所述调整液的工序包括变更所述浓度的工序，
变更所述浓度的工序包括以下工序：
基于变更后的所述浓度与变更前的所述浓度的浓度差来计算与变更后的所述浓度相当的所述外槽中的液面高度；以及
基于进行所述计算得到的所述液面高度来向所述外槽供给所述调整液。
9.根据权利要求8所述的基板处理方法，其特征在于，
还包括利用液面计来测量所述液面高度的工序，
变更所述浓度的工序包括以下工序：
基于变更后的所述浓度与变更前的所述浓度的浓度差来计算与变更后的所述浓度相当的所述液面高度；以及
基于进行所述计算得到的所述液面高度和所述液面计的测量值来向所述外槽供给所述调整液。
10.根据权利要求8或9所述的基板处理方法，其特征在于，
还包括利用浓度计来测量所述浓度的工序，
向所述外槽供给所述调整液的工序包括维持所述浓度的工序，
维持所述浓度的工序包括以下工序：基于所述浓度的设定值与所述浓度计的测量值的偏差来向所述外槽供给所述调整液。
11.根据权利要求10所述的基板处理方法，其特征在于，
还包括利用液面计来测量所述液面高度的工序，
维持所述浓度的工序包括以下工序：在基于所述浓度的设定值与所述浓度计的测量值的偏差来控制所述调整液向所述外槽的供给时，基于所述液面计的测量值来判定所述浓度计有无故障。
12.根据权利要求8、9、11中的任一项所述的基板处理方法，其特征在于，
还包括利用液面计来测量所述液面高度的工序和利用浓度计来测量所述浓度的工序，
向所述外槽供给所述调整液的工序包括以下工序：当探测到所述浓度计的故障时，禁止基于所述浓度计的测量值向所述外槽供给所述调整液，并且基于所述液面计的测量值来向所述外槽供给所述调整液。
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