JP2016032029A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板上のシリコン酸化膜およびシリコン窒化膜のうちシリコン窒化膜を選択的にエッチングする処理を正確に行うことが可能な基板処理装置および基板処理方法を提供する。【解決手段】リン酸水溶液が生成用タンク８０に貯留される。フィルタ８２の孔径以下の孔径を有する多孔質性材料により形成された濾過部材８７内にシリコン粒子を含むシリコン含有液が収容される。濾過部材８７の少なくとも一部が生成用タンク８０に貯留されたリン酸水溶液中に浸漬される。シリコン含有液が濾過部材８７を透過してリン酸水溶液に混合されることにより、シリコン酸化物およびシリコン窒化物のうちシリコン窒化物を選択的に除去するための処理液が生成される。生成された処理液中の不純物がフィルタ８２により除去される。フィルタ８２により不純物が除去された処理液が処理部１により基板Ｗに供給される。【選択図】図１

Description

本発明は、基板に種々の処理を行う基板処理装置および基板処理方法に関する。

従来より、半導体ウェハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板または光磁気ディスク用基板等の基板に種々の処理を行うために、基板処理装置が用いられる。基板処理装置においては、基板上のシリコン酸化膜およびシリコン窒化膜のうちシリコン窒化膜を選択的にエッチングするために、シリコン濃度が適切に調整されたリン酸水溶液が用いられる。

例えば、特許文献１には、スピンチャックに保持された基板に向けてリン酸水溶液を含む処理液を供給することにより、この基板上に形成されたシリコン窒化膜およびシリコン酸化膜からシリコン窒化膜を選択的にエッチングする基板処理装置が開示されている。

特開２０１２−７４６０１号公報

シリコン窒化膜を選択的にエッチングする場合には、処理液によるシリコン酸化膜およびシリコン窒化膜のエッチングレートをより正確に調整することが求められる。そのためには、適量のシリコン化合物を処理液に補充することにより処理液中のシリコン濃度を所定の濃度に調整する必要があるが、特許文献１には適量のシリコン化合物を補充するための技術が開示されていない。このため、特許文献１に開示された基板処理装置では正確なエッチング処理を行うことが困難である。

そこで、本発明の目的は、基板上のシリコン酸化膜およびシリコン窒化膜のうちシリコン窒化膜を選択的にエッチングする処理を正確に行うことが可能な基板処理装置および基板処理方法を提供することである。

本発明者は、タンクに貯留されるリン酸水溶液中にシリコン粒子を添加することによりリン酸水溶液中のシリコン濃度を調整する方法を発案し、種々の実験および考察を行った。その結果、単にタンク内のリン酸水溶液中にシリコン粒子を添加するのみでは、添加されたシリコン粒子が凝集し、凝集したシリコン粒子がリン酸水溶液に溶け込まない現象が生じるという知見を得た。このようなリン酸水溶液においては所望のシリコン濃度が得られないため、正確なエッチングを行うことが困難である。また、凝集したシリコン粒子がフィルタ等で捕捉された場合には、シリコン濃度の正確な調整が困難になるという知見を得た。本発明者は、これらの知見に基づいて以下の発明を案出した。

（１）第１の発明に係る基板処理装置は、シリコンおよびリン酸を含む処理液を生成する処理液生成部と、処理液生成部により生成された処理液中の不純物を除去するように配置されるフィルタと、基板上のシリコン酸化物およびシリコン窒化物のうちシリコン窒化物を選択的に除去するために、フィルタにより不純物が除去された処理液を基板に供給する処理ユニットとを備え、処理液生成部は、リン酸を含む第１の溶液を貯留する生成用タンクと、フィルタの孔径以下の孔径を有する多孔質性材料により形成され、シリコン粒子を含む第２の溶液を収容する濾過部材とを含み、濾過部材の少なくとも一部は、生成用タンクに貯留された第１の溶液中に浸漬可能に配置され、第２の溶液が濾過部材を透過して第１の溶液に混合されることにより処理液が生成される。

この基板処理装置においては、リン酸を含む第１の溶液が生成用タンクに貯留される。フィルタの孔径以下の孔径を有する多孔質性材料により形成された濾過部材内にシリコン粒子を含む第２の溶液が収容される。濾過部材の少なくとも一部が生成用タンクに貯留された第１の溶液中に浸漬される。この場合、第２の溶液が濾過部材を透過して第１の溶液に混合されることによりシリコンおよびリン酸を含む処理液が生成される。生成された処理液中の不純物がフィルタにより除去される。基板上のシリコン酸化物およびシリコン窒化物のうちシリコン窒化物を選択的に除去するために、フィルタにより不純物が除去された処理液が基板に供給される。

この構成によれば、第１の溶液に溶解可能なシリコン粒子のみが第１の溶液に混合され、他のシリコン粒子は濾過部材内に残存する。この場合、過剰なシリコン粒子が生成用タンク内で凝集することによるシリコンの塊が発生することが防止される。これにより、フィルタの目詰まりが発生することが防止される。また、均一なシリコン濃度を有する処理液を短時間で安定して生成することができる。その結果、基板上のシリコン酸化膜およびシリコン窒化膜のうちシリコン窒化膜を選択的にエッチングする処理を正確に行うことが可能になる。

（２）処理液生成部は、生成用タンクとフィルタとの間で処理液を循環させる循環系をさらに含んでもよい。

この場合、生成用タンク内の処理液の温度および清浄度を一定に維持することができる。

（３）処理液生成部は、生成用タンクに貯留された第１の溶液を加熱する加熱部と、加熱部により加熱された第１の溶液の温度を測定する温度測定部とをさらに含み、基板処理装置は、温度測定部により測定された第１の溶液の温度に基づいて、濾過部材内に収容された第２の溶液が生成用タンクに貯留された第１の溶液と混合されるように濾過部材を制御する制御部をさらに備えてもよい。

この場合、第１の溶液の温度を基板の処理に適した温度にすることができる。また、第２の溶液を加熱後の第１の溶液と混合することにより、シリコン粒子を第１の溶液に効率よく溶解させることができる。これにより、処理液を効率よく生成することができる。

（４）基板処理装置は、生成タンク内の第１の溶液の液面より上方の第１の位置と、濾過部材の少なくとも一部が生成タンクに貯留された第１の溶液に浸漬される第２の位置との間で濾過部材を移動させる駆動部をさらに備え、制御部は、濾過部材内に収容された第２の溶液と生成用タンクに貯留された第１の溶液とを混合する際に、濾過部材を第１の位置から第２の位置へ移動させるように駆動部を制御してもよい。

この場合、第２の溶液を加熱後の第１の溶液と容易に混合させることができる。これにより、処理液をより効率よく生成することができる。

（５）濾過部材に収容されるシリコン粒子の量は、生成用タンク内の処理液のシリコン濃度を飽和させるために必要なシリコン粒子の量よりも多くてもよい。

この場合、第１の溶液に溶解可能なシリコン粒子のみが第１の溶液に混合され、他のシリコン粒子は濾過部材内に残存する。そのため、過剰なシリコン粒子を第１の溶液に混合させることなく、シリコン飽和濃度を有する処理液を容易に生成することができる。

（６）第２の溶液は、シリコン粒子の凝集を防止する凝集防止剤をさらに含んでもよい。この場合、濾過部材内において、シリコン粒子が凝集しにくくなる。そのため、第２の溶液は濾過部材を短時間で透過する。これにより、処理液を短時間で生成することができる。

（７）濾過部材の孔径は１０ｎｍ以下であってもよい。この場合、濾過部材を透過するシリコン粒子の粒径は極めて小さくなる。これにより、シリコン粒子を第１の溶液に効率よく溶解させることができる。その結果、処理液を効率よく生成することができる。

（８）濾過部材は、ポリテトラフルオロエチレンにより形成されてもよい。この場合、微小な孔径を有する多孔質性の濾過部材を容易に形成することができる。

（９）生成用タンクは、円筒状の側壁を有してもよい。この場合、生成用タンクの側壁の内面に角部が存在しないので、生成用タンクの内部にシリコン粒子が滞留する領域が発生しにくい。そのため、より効率よく処理液を生成することができる。

（１０）処理液生成部は、生成用タンク内で生成される処理液を撹拌する撹拌機構をさらに含んでもよい。この場合、第２の溶液が第１の溶液と効率よく混合される。これにより、処理液の生成を促進することができる。

（１１）第２の発明に係る基板処理方法は、シリコンおよびリン酸を含む処理液を生成するステップと、生成された処理液中の不純物をフィルタにより除去するステップと、基板上のシリコン酸化物およびシリコン窒化物のうちシリコン窒化物を選択的に除去するために、フィルタにより不純物が除去された処理液を基板に供給するステップとを含み、処理液を生成するステップは、リン酸を含む第１の溶液を生成用タンクに貯留するステップと、フィルタの孔径以下の孔径を有する多孔質性材料により形成された濾過部材内にシリコン粒子を含む第２の溶液を収容するステップと、濾過部材の少なくとも一部を生成用タンクに貯留された第１の溶液中に浸漬させるステップと、濾過部材を透過した第２の溶液を第１の溶液に混合することにより処理液を生成するステップとを含む。

この基板処理方法によれば、リン酸を含む第１の溶液が生成用タンクに貯留される。フィルタの孔径以下の孔径を有する多孔質性材料により形成された濾過部材内にシリコン粒子を含む第２の溶液が収容される。濾過部材の少なくとも一部が生成用タンクに貯留された第１の溶液中に浸漬される。この場合、第２の溶液が濾過部材を透過して第１の溶液に混合されることによりシリコンおよびリン酸を含む処理液が生成される。生成された処理液中の不純物がフィルタにより除去される。基板上のシリコン酸化物およびシリコン窒化物のうちシリコン窒化物を選択的に除去するために、フィルタにより不純物が除去された処理液が基板に供給される。

この方法によれば、第１の溶液に溶解可能なシリコン粒子のみが第１の溶液に混合され、他のシリコン粒子は濾過部材内に残存する。この場合、過剰なシリコン粒子が生成用タンク内で凝集することによるシリコンの塊が発生することが防止される。これにより、フィルタの目詰まりが発生することが防止される。また、均一なシリコン濃度を有する処理液を生成することができる。その結果、基板上のシリコン酸化膜およびシリコン窒化膜のうちシリコン窒化膜を選択的にエッチングする処理を正確にで行うことが可能になる。

（１２）除去するステップは、生成用タンクとフィルタとの間で処理液を循環させることを含んでもよい。

この場合、生成用タンク内の処理液の温度および清浄度を一定に維持することができる。

（１３）処理液を生成するステップは、生成用タンクに貯留された第１の溶液を加熱することと、加熱された第１の溶液の温度を測定することと、測定された第１の溶液の温度に基づいて、濾過部材内に収容された第２の溶液を生成用タンクに貯留された第１の溶液と混合することとを含んでもよい。

この場合、第１の溶液の温度を基板の処理に適した温度にすることができる。また、第２の溶液を加熱後の第１の溶液と混合することにより、シリコン粒子を第１の溶液に効率よく溶解させることができる。これにより、処理液を効率よく生成することができる。

（１４）基板処理方法は、生成タンク内の第１の溶液の液面より上方に濾過部材を配置するステップをさらに含み、混合することは、濾過部材の少なくとも一部が生成タンクに貯留された第１の溶液に浸漬されるように濾過部材を移動させてもよい。

この場合、第２の溶液を加熱後の第１の溶液と容易に混合させることができる。これにより、処理液をより効率よく生成することができる。

（１５）基板処理方法は、生成用タンク内で生成される処理液を撹拌するステップをさらに含んでもよい。

この場合、第２の溶液が第１の溶液と効率よく混合される。これにより、処理液の生成を促進することができる。

本発明によれば、基板上のシリコン酸化膜およびシリコン窒化膜のうちシリコン窒化膜を選択的にエッチングする処理を正確に行うことが可能になる。

本発明の一実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す模式図である。 図１の新液供給装置の構成を示す模式図である。 新液供給装置による処理液生成処理を示すフローチャートである。 図１の第１、第２および第３のタンクにそれぞれ関連する動作内容を示すタイムチャートである。 図４の時刻ｔ１１〜時刻ｔ１７における基板処理装置の動作を示す模式図である。 図４の時刻ｔ１１〜時刻ｔ１７における基板処理装置の動作を示す模式図である。 図４の時刻ｔ１１〜時刻ｔ１７における基板処理装置の動作を示す模式図である。 図４の時刻ｔ１１〜時刻ｔ１７における基板処理装置の動作を示す模式図である。 図４の時刻ｔ１１〜時刻ｔ１７における基板処理装置の動作を示す模式図である。 第１の変形例に係る新液供給装置の構成を示す模式図である。 第２の変形例に係る新液供給装置の構成を示す模式図である。

以下、本発明の一実施の形態に係る基板処理装置および基板処理装置を用いた基板処理方法について図面を参照しながら説明する。以下の説明において、基板とは、半導体ウェハ、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板または光ディスク用基板等をいう。

本実施の形態に係る基板処理装置は、基板を一枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置である。その基板処理装置においては、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）等からなるシリコン酸化膜および窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）等からなるシリコン窒化膜が形成された基板に、エッチング用処理液としてシリコンを含む高温のリン酸水溶液（Ｈ_３ＰＯ_４＋Ｈ_２Ｏ）が供給される。

高温のリン酸水溶液のシリコン窒化膜に対するエッチングレートは、シリコン酸化膜に対するエッチングレートよりも大きいため、基板からはシリコン窒化膜が選択的に除去される。リン酸水溶液中のリン酸濃度およびシリコン濃度はシリコン窒化膜およびシリコン酸化膜のエッチングレートに影響を与えることが知られている。したがって、所望のエッチング選択比（シリコン窒化膜のエッチング量／シリコン酸化膜のエッチング量）で選択エッチングを行うためには、リン酸水溶液中のリン酸濃度およびシリコン濃度を適切に管理する必要がある。

（１）基板処理装置の構成
図１は、本発明の一実施の形態に係る基板処理装置の構成を示す模式図である。図１に示すように、基板処理装置１００は、主として処理部１、第１のタンク５、第２のタンク６、第３のタンク７、新液供給装置８および制御部９を含む。また、処理部１は、スピンチャック２、処理液ノズル３、加熱装置４およびカップＣＵを含む。処理部１では、複数の基板Ｗが一枚ずつ順番に処理される。

スピンチャック２は、スピンモータ２ａ、スピンベース２ｂおよび複数のチャックピン２ｃを有する。スピンモータ２ａは、回転軸が鉛直方向と平行になるように設けられる。スピンベース２ｂは、円板形状を有し、スピンモータ２ａの回転軸の上端部に水平姿勢で取り付けられる。複数のチャックピン２ｃは、スピンベース２ｂの上面上に設けられ、基板Ｗの周縁部を保持する。複数のチャックピン２ｃが基板Ｗを保持する状態でスピンモータ２ａが動作する。それにより、基板Ｗが鉛直軸の周りで回転する。

上記のように、本例では、基板Ｗの周縁部を保持する機械式のスピンチャック２が用いられる。これに限らず、機械式のスピンチャックに代えて、基板Ｗの下面を吸着保持する吸着式のスピンチャックが用いられてもよい。

処理液ノズル３および加熱装置４は、スピンチャック２により保持される基板Ｗの上方の位置と基板Ｗの側方の待機位置との間で移動可能に設けられる。処理液ノズル３は、第１のタンク５から供給されるリン酸水溶液をスピンチャック２により回転される基板Ｗに供給する。

処理液ノズル３から基板Ｗにリン酸水溶液が供給される際には、加熱装置４が基板Ｗの上面に対向する位置に配置される。加熱装置４は、赤外線を発生するランプヒータを含み、輻射熱により基板Ｗおよびその基板Ｗ上に供給される処理液を加熱する。ランプヒータとしては、例えばタングステンハロゲンランプ、キセノンアークランプまたはグラファイトヒータ等を用いることができる。

加熱装置４による基板Ｗの加熱温度は、リン酸水溶液のリン酸濃度における沸点よりも高い温度（例えば、１４０℃以上１６０℃以下）に設定される。それにより、基板Ｗ上のリン酸水溶液の温度がそのリン酸濃度における沸点まで上昇し、リン酸水溶液によるシリコン窒化膜のエッチングレートが増加する。

一方、リン酸水溶液におけるシリコン濃度が適切な範囲内にある場合には、リン酸水溶液によるシリコン酸化膜のエッチングレートは、シリコン窒化膜のエッチングレートよりも十分に低く保たれる。その結果、上記のように、基板Ｗ上のシリコン窒化膜が選択的にエッチングされる。

スピンチャック２を取り囲むようにカップＣＵが設けられている。カップＣＵは、スピンチャック２への基板Ｗの搬入時およびスピンチャック２からの基板Ｗの搬出時に下降し、基板Ｗへのリン酸水溶液の供給時に上昇する。

回転する基板Ｗへのリン酸水溶液の供給時に、カップＣＵの上端部は基板Ｗよりも上方に位置する。それにより、基板Ｗから振り切られるリン酸水溶液がカップＣＵにより受け止められる。カップＣＵにより受け止められるリン酸水溶液は、後述するように第２のタンク６または第３のタンク７に送られる。

第１のタンク５は、循環槽５ａおよび貯留槽５ｂを含む。循環槽５ａおよび貯留槽５ｂは隣接するように配置され、一方の槽（例えば循環槽５ａ）で溢れる液体が他方の槽（例えば貯留槽５ｂ）に流れ込むように構成される。循環槽５ａには、リン酸濃度計ｓ１およびシリコン濃度計ｓ２が設けられる。リン酸濃度計ｓ１はリン酸水溶液のリン酸濃度を測定し、シリコン濃度計ｓ２はリン酸水溶液のシリコン濃度を測定する。貯留槽５ｂには、リン酸水溶液の液面高さを検出する液面センサｓ３が設けられる。貯留槽５ｂには、ＤＩＷ（脱イオン水：Deionized Water）供給系９１、窒素（Ｎ_２）ガス供給系９２およびリン酸水溶液供給系９３が接続されている。

第１のタンク５の貯留槽５ｂと処理部１の処理液ノズル３とをつなぐように第１の供給配管１０が設けられる。第１の供給配管１０には、貯留槽５ｂから処理液ノズル３に向かって、ポンプ１５、ヒータ１４、フィルタ１３、バルブ１２およびヒータ１１がこの順で介挿されている。

フィルタ１３とバルブ１２との間の第１の供給配管１０の部分と循環槽５ａとをつなぐように循環配管１６が設けられる。循環配管１６には、バルブ１７が介挿されている。また、ヒータ１１と処理液ノズル３との間の第１の供給配管１０の部分には、ＤＩＷ供給系９１が接続されている。

第２および第３のタンク６，７の各々は、第１のタンク５と同じ構成を有し、循環槽６ａ，７ａおよび貯留槽６ｂ，７ｂを含む。循環槽６ａ，７ａの各々には、リン酸濃度計ｓ１およびシリコン濃度計ｓ２が設けられる。貯留槽６ｂ，７ｂの各々には、液面センサｓ３が設けられるとともに、ＤＩＷ供給系９１、窒素ガス供給系９２およびリン酸水溶液供給系９３が接続されている。

第１のタンク５の貯留槽５ｂと第２および第３のタンク６，７の貯留槽６ｂ，７ｂとをつなぐように第２の供給配管２０が設けられる。第２の供給配管２０は、１本の主管２０ａおよび２本の枝管２０ｂ，２０ｃを有する。枝管２０ｂ，２０ｃは主管２０ａに接続される。主管２０ａが第１のタンク５の貯留槽５ｂに接続され、２本の枝管２０ｂ，２０ｃがそれぞれ第２および第３のタンク６，７の貯留槽６ｂ，７ｂに接続される。

一方の枝管２０ｂには、貯留槽６ｂから主管２０ａに向かって、ポンプ２４、ヒータ２３、フィルタ２２およびバルブ２１がこの順で介挿されている。フィルタ２２とバルブ２１との間の枝管２０ｂの部分と循環槽６ａとをつなぐように循環配管２５が設けられる。循環配管２５には、バルブ２６が介挿されている。

他方の枝管２０ｃには、貯留槽７ｂから主管２０ａに向かって、ポンプ３４、ヒータ３３、フィルタ３２およびバルブ３１がこの順で介挿されている。フィルタ３２とバルブ３１との間の枝管２０ｃの部分と循環槽７ａとをつなぐように循環配管３５が設けられる。循環配管３５には、バルブ３６が介挿されている。

処理部１のカップＣＵと第２および第３のタンク６，７の貯留槽６ｂ，７ｂとをつなぐように回収配管５０が設けられる。回収配管５０は、１本の主管５０ａおよび２本の枝管５０ｂ，５０ｃを有する。枝管５０ｂ，５０ｃは主管５０ａに接続される。回収配管５０の主管５０ａがカップＣＵに接続され、２本の枝管５０ｂ，５０ｃがそれぞれ第２および第３のタンク６，７の貯留槽６ｂ，７ｂに接続される。枝管５０ｂにバルブ５１が介挿され、枝管５０ｃにバルブ５２が介挿されている。

新液供給装置８は、生成用タンク８０を備える。新液供給装置８は、生成用タンク８０内で生成した処理液を第２のタンク６および第３のタンク７に供給する。詳細は後述する。

新液供給装置８と第２および第３のタンク６，７の貯留槽６ｂ，７ｂとをつなぐように第３の供給配管４０が設けられる。第３の供給配管４０は、１本の主管４０ａおよび３本の枝管４０ｂ，４０ｃ，４０ｄを有する。枝管４０ｂ，４０ｃ，４０ｄは主管４０ａに接続される。第３の供給配管４０の主管４０ａが新液供給装置８の生成用タンク８０に接続され、２本の枝管４０ｂ，４０ｃがそれぞれ第２および第３のタンク６，７の貯留槽６ｂ，７ｂに接続される。枝管４０ｂにバルブ４１が介挿され、枝管４０ｃにバルブ４２が介挿されている。また、枝管４０ｃが新液供給装置８の生成用タンク８０に接続される。

制御部９は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）およびメモリ、またはマイクロコンピュータ等からなる。制御部９のメモリにはシステムプログラムが記憶される。制御部９は、基板処理装置１００の各構成要素の動作を制御する。

例えば、制御部９は、各液面センサｓ３の検出値に基づいて各バルブ１２，１７，２１，２６，３１，３６，４１，４２，５１，５２の開閉状態を切り替える。また、制御部９は、各リン酸濃度計ｓ１の測定値に基づいてＤＩＷ供給系９１、窒素ガス供給系９２およびリン酸水溶液供給系９３を制御する。さらに、制御部９は、各シリコン濃度計ｓ２の測定値に基づいて新液供給装置８を制御する。

（２）新液供給装置の構成および動作
図２は、図１の新液供給装置８の構成を示す模式図である。図２に示すように、新液供給装置８は生成用タンク８０を備える。本例においては、生成用タンク８０は、円筒状の側壁を有する。生成用タンク８０は、これに限定されず、角柱状の側壁を有してもよい。

第３の供給配管４０の枝管４０ｄが生成用タンク８０に接続される。枝管４０ｄには、生成用タンク８０から主管４０ａに向かって、ポンプ８４、ヒータ８３、フィルタ８２およびバルブ８１がこの順で介挿されている。フィルタ８２とバルブ８１との間の枝管４０ｄの部分と生成用タンク８０とをつなぐように循環配管８５が設けられる。循環配管８５には、バルブ８６が介挿されている。

生成用タンク８０には、リン酸水溶液供給系９３およびシリコン（Ｓｉ）含有液供給系９４が接続されている。シリコン含有液は、シリコン粒子、有機溶剤および純水からなる。シリコン粒子として粒径が１５ｎｍ程度のシリコン粒子を用いることができる。有機溶剤としてメタノールを用いることができる。有機溶剤は、シリコン含有液がリン酸水溶液中に供給された場合に、シリコン粒子の凝集を防止する働きを有する。また、生成用タンク８０には、シリコン濃度計ｓ２、液面センサｓ３および温度センサｓ４が設けられる。温度センサｓ４はリン酸水溶液の温度を測定する。

液面センサｓ３の検出値に基づいてリン酸水溶液供給系９３から生成用タンク８０内にリン酸水溶液が供給されることにより、生成用タンク８０内に所定の高さまでリン酸水溶液が貯留される。シリコン含有液供給系９４から供給されるリシリコン含有液が生成用タンク８０に貯留されたリン酸水溶液に混合されることにより処理液が生成される。

ここで、シリコン含有液に含まれる有機溶剤の沸点は処理液生成時のリン酸水溶液の温度よりも低いため、有機溶剤は短時間で蒸発する。そのため、シリコン含有液に含まれるシリコン粒子の粒径が小さい場合でも、シリコン粒子が凝集してシリコンの塊が発生しやすくなる。このようなシリコンの塊が発生した場合、フィルタ８２の目詰まりが発生するとともに、処理液のシリコン濃度が不均一になる。

そこで、生成用タンク８０内には例えば多孔質性材料により形成される濾過部材８７が設けられる。濾過部材８７は、底部および側壁部からなる円筒形状を有する。濾過部材８７の上部は開口している。本例においては、濾過部材８７はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）からなる濾過膜により形成される。濾過部材８７の孔径はフィルタ８２の孔径以下である。濾過部材８７の孔径は例えば１０ｎｍであり、フィルタ８２の孔径は例えば２０ｎｍである。濾過部材８７の孔径は１０ｎｍ以下であることが好ましい。

新液供給装置８は、生成用タンク８０内において、濾過部材８７を準備位置と浸漬位置との間で移動させる駆動部８８をさらに含む。ここで、準備位置は、シリコン含有液供給系９４の供給口９４ａの下方でかつ生成用タンク８０に貯留される液体の液面よりも上方の位置である。浸漬位置は、準備位置の下方でかつ生成用タンク８０に貯留される液体中の位置である。濾過部材８７が浸漬位置にあるときは、濾過部材８７の一部が生成用タンク８０内の液体に浸漬される。図２の例においては、準備位置にあるときの濾過部材８７が点線で図示され、浸漬位置にあるときの濾過部材８７が実線で示される。

シリコン含有液供給系９４は、濾過部材８７が準備位置にある状態で、上方から濾過部材８７内にシリコン含有液を供給する。濾過部材８７が浸漬位置に移動することにより、生成用タンク８０内では、濾過部材８７により濾過されるシリコン含有液と貯留されたリン酸水溶液とが予め定められた比率で混合される。それにより、新たな処理液が生成される。生成された処理液は、所定の温度に維持される。

濾過部材８７内のシリコン含有液が十分な量のシリコン粒子を含む場合には、生成用タンク８０に貯留されたリン酸水溶液に溶解可能な量のシリコン粒子のみが濾過部材８７を通ってリン酸水溶液と混合される。他のシリコン粒子は、リン酸水溶液に溶解されずに濾過部材８７内に残存する。そのため、過剰なシリコン粒子をリン酸水溶液に混合させることなく、シリコン飽和濃度を有する処理液を容易に生成することができる。この場合、処理液の温度が一定に維持されるため、処理液のシリコン濃度が一定に維持される。

この構成によれば、リン酸水溶液内で濾過部材８７によりシリコン含有液が濾過される。これにより、シリコンの塊が発生することを防止することができる。その結果、フィルタ８２の目詰まりを防止するとともに、処理液のシリコン濃度を均一にすることができる。さらに、凝集したシリコン粒子がパーティクルとして基板を汚染することを防止できる。

新液供給装置８においては、生成用タンク８０内のシリコン濃度をシリコン飽和濃度より低い値に調整することも可能である。例えば、濾過部材８７内に収容されるシリコン含有液に含まれるシリコン粒子の量を一定量に制限することにより、処理液のシリコン濃度をシリコン飽和濃度より低くすることができる。あるいは、リン酸水溶液供給系９３から生成用タンク８０内にリン酸水溶液を追加することにより、処理液のシリコン濃度をシリコン飽和濃度より低くすることができる。

新液供給装置８は、シリコン濃度計ｓ２の測定値に基づいて濾過部材８７内に収容されるシリコン粒子の量または生成用タンク８０内に追加されるリン酸水溶液をフィードバック制御するように構成されてもよい。これにより、任意のシリコン濃度を有する処理液を生成することができる。

図３は、新液供給装置８による処理液生成処理を示すフローチャートである。以下、図３のフローチャートにしたがって、新液供給装置８による処理液生成処理を説明する。図３の例では、シリコン飽和濃度を有する処理液が生成される。

初期状態においては、バルブ８１，８６は閉じられ、ヒータ８３およびポンプ８４はオフにされ、濾過部材８７は準備位置に配置されている。また、初期状態においては、リン酸水溶液供給系９３からリン酸水溶液が供給されることにより、生成用タンク８０内には所定の高さまでリン酸水溶液が貯留されている。この状態で、図１の制御部９は、ヒータ８３をオンし（ステップＳ１）、バルブ８６を開き（ステップＳ２）、ポンプ８４をオンする（ステップＳ３）。

この場合、生成用タンク８０内のリン酸水溶液がポンプ８４により吸引され、ヒータ８３を通してフィルタ８２に送られる。ヒータ８３は、枝管４０ｂを流れるリン酸水溶液を加熱することにより、リン酸水溶液の温度を予め設定された温度（以下、設定温度と呼ぶ）まで上昇させる。本例において、設定温度は、例えば１５０℃である。フィルタ８２は、リン酸水溶液を濾過することにより不要な析出物等を除去する。フィルタ８２を通過したリン酸水溶液は、循環配管８５を通して生成用タンク８０内に戻される。それにより、生成用タンク８０内のリン酸水溶液の温度および清浄度がほぼ一定に保たれる。

続いて、制御部９は、温度センサｓ４の測定値が設定温度に等しいか否かを判定する（ステップＳ４）。ステップＳ４において、温度センサｓ４の測定値が設定温度に等しくない場合、制御部９は、温度センサｓ４の測定値が設定温度に等しくなるまで待機する。一方、ステップＳ４において、温度センサｓ４の測定値が設定温度に等しい場合、制御部９は、シリコン含有液供給系９４を制御することにより、濾過部材８７内にシリコン含有液を供給する（ステップＳ５）。これにより、濾過部材８７内にシリコン含有液が収容される。濾過部材８７内に収容されるシリコン含有液は、十分な量のシリコン粒子を含む。

その後、制御部９は、駆動部８８を制御することにより、図２に実線で示すように、浸漬位置に濾過部材８７を移動させる（ステップＳ６）。この場合、濾過部材８７内のシリコン含有液が濾過部材８７により濾過され、生成用タンク８０内に供給される。これにより、生成用タンク８０内において、シリコン含有液と生成用タンク８０に貯留された設定温度のリン酸水溶液とが混合される。その結果、シリコン飽和濃度を有する処理液が生成される。

上記の処理液生成処理において、ステップＳ１〜Ｓ３の処理は、いずれの順序で実行されてもよい。また、ステップＳ５の処理は、ステップＳ１〜Ｓ６の処理の間のいずれの時点で実行されてもよいし、ステップＳ１より前の初期状態の時点で実行されていてもよい。

（３）基板処理装置の動作
処理部１により複数の基板Ｗが処理される際の基板処理装置１００の一連の動作を説明する。図４は、図１の第１、第２および第３のタンク５，６，７にそれぞれ関連する動作内容を示すタイムチャートである。図５〜図９は、図４の時刻ｔ１１〜時刻ｔ１７における基板処理装置１００の動作を示す模式図である。以下の説明では、図２の新液供給装置８内の動作の説明は省略する。

第１、第２および第３のタンク５，６，７においては、貯留槽５ｂ，６ｂ，７ｂに第１基準高さＬ１および第２基準高さＬ２が設定されている。第１基準高さＬ１は貯留槽５ｂ，６ｂ，７ｂの底部近傍に設定され、第２基準高さＬ２は第１基準高さＬ１よりも高く貯留槽５ｂ，６ｂ，７ｂの上端部近傍に設定される。

第１基準高さＬ１は、例えば各貯留槽５ｂ，６ｂ，７ｂにより貯留可能な最大容量の１／５程度の液体が各貯留槽５ｂ，６ｂ，７ｂに貯留される場合の液面高さに設定される。また、第２基準高さＬ２は、例えば各貯留槽５ｂ，６ｂ，７ｂの最大容量の４／５程度の液体が各貯留槽５ｂ，６ｂ，７ｂに貯留される場合の液面高さに設定される。

初期状態においては、予め定められたリン酸濃度（以下、基準リン酸濃度と呼ぶ。）を有するとともに予め定められたシリコン濃度（以下、基準シリコン濃度と呼ぶ。）を有するリン酸水溶液が、第１および第２のタンク５，６に貯留されている。第１および第２のタンク５，６においては、リン酸水溶液の液面高さは第２基準高さＬ２に維持されている。

さらに、基準リン酸濃度および基準シリコン濃度を有しないリン酸水溶液が、第３のタンク７に貯留されている。第３のタンク７においては、リン酸水溶液の液面高さは第１基準高さＬ１に維持されている。図１のバルブ１２，１７，２１，２６，３１，３６，４１，４２，５１，５２は閉じられている。

初期状態から基板処理装置１００の電源がオン状態になると、図１のヒータ１１，１４，２３，３３、ポンプ１５，２４，３４および新液供給装置８の動作が開始される。この状態で、処理部１のスピンチャック２に１枚目の基板Ｗが搬入される。また、スピンチャック２により基板Ｗが保持され、回転される。

その後の図４の時刻ｔ１１で、図１の制御部９は、図１のバルブ１２，１７を開く。それにより、図５に太い矢印Ａ１で示すように、貯留槽５ｂ内のリン酸水溶液がポンプ１５により吸引され、ヒータ１４を通してフィルタ１３に送られる。ヒータ１４は、第１の供給配管１０を通るリン酸水溶液を所定温度（例えば１５０℃）に加熱する。フィルタ１３は、リン酸水溶液を濾過することにより不要な析出物等を除去する。

図５に太い矢印Ａ２で示すように、ヒータ１４およびフィルタ１３を通過したリン酸水溶液の一部は、さらにヒータ１１を通して加熱されつつ処理液ノズル３に送られる。それにより、基準リン酸濃度および基準シリコン濃度を有するリン酸水溶液が、ＤＩＷとともに処理液ノズル３から基板Ｗに供給される。なお、ヒータ１１と処理液ノズル３との間には、ＤＩＷ供給系９１から適宜ＤＩＷが供給される。第１のタンク５から処理液ノズル３へのリン酸水溶液の供給は、図４に示すように、基板Ｗの処理が終了されるまで継続される。

一方、図５に太い矢印Ａ３で示すように、ヒータ１４およびフィルタ１３を通過したリン酸水溶液の残りは、循環配管１６を通して第１のタンク５の循環槽５ａに戻される。第１のタンク５内では、循環槽５ａから溢れるリン酸水溶液が貯留槽５ｂに流れ込む。このように、貯留槽５ｂ内のリン酸水溶液が、加熱および濾過されつつ第１の供給配管１０、循環配管１６および循環槽５ａを通って貯留槽５ｂ内に戻される。それにより、貯留槽５ｂ内のリン酸水溶液の温度および清浄度がほぼ一定に保たれる。

上記のように、貯留槽５ｂに貯留されたリン酸水溶液の一部を加熱および濾過しつつ再び貯留槽５ｂに戻すことにより、貯留槽内のリン酸水溶液の温度および清浄度を一定に保つ動作を循環温調と呼ぶ。

時刻ｔ１１においては、制御部９はさらに図１のバルブ５２を開く。それにより、図５に太い矢印Ａ４で示すように、処理部１のカップＣＵにより回収される使用済みのリン酸水溶液が、主管５０ａおよび枝管５０ｃを通して第３のタンク７の貯留槽７ｂに送られる。このように、基板Ｗに供給された使用済みのリン酸水溶液を貯留槽７ｂに送る動作を液回収と呼ぶ。

時刻ｔ１１においては、制御部９はさらに図１のバルブ２６，３６を開く。これにより、図５に太い矢印Ａ５，Ａ６で示すように、第２のタンク６および第３のタンク７においても第１のタンク５と同様の循環温調が行われる。第１のタンク５、第２のタンク６および第３のタンク７における循環温調は、基板Ｗの処理が終了されるまで継続される。

ここで、第３のタンク７において液回収および循環温調が行われる際に、貯留槽７ｂに貯留されるリン酸水溶液のリン酸濃度は基準リン酸濃度とは異なる。そこで、制御部９は、第３のタンク７のリン酸濃度計ｓ１の測定値に基づいて、貯留槽７ｂ内のリン酸濃度が基準リン酸濃度に近づくようにＤＩＷ供給系９１、窒素ガス供給系９２およびリン酸水溶液供給系９３を制御する。

例えば、制御部９は、リン酸濃度計ｓ１により測定されるリン酸濃度が基準リン酸濃度よりも高い場合に、貯留槽７ｂにＤＩＷが供給されるようにＤＩＷ供給系９１を制御する。それにより、貯留槽７ｂ内のリン酸濃度が低下し、基準リン酸濃度に調整される。

また、制御部９は、リン酸濃度計ｓ１により測定されるリン酸濃度が基準リン酸濃度よりも低い場合に、基準リン酸濃度よりも高いリン酸濃度を有するリン酸水溶液が貯留槽７ｂに供給されるようにリン酸水溶液供給系９３を制御する。それにより、貯留槽７ｂ内のリン酸濃度が上昇し、基準リン酸濃度に調整される。

また、制御部９は、リン酸濃度計ｓ１により測定されるリン酸濃度が基準リン酸濃度よりも低い場合に、窒素ガスが貯留槽７ｂに供給されるように窒素ガス供給系９２を制御する。この場合、貯留槽７ｂ内のリン酸水溶液の蒸発が促進される。それにより、貯留槽７ｂ内のリン酸濃度が上昇し、基準リン酸濃度に調整される。

なお、制御部９は、貯留槽７ｂ内のリン酸濃度を上昇させるために、高いリン酸濃度を有するリン酸水溶液および窒素ガスのうち一方を貯留槽７ｂに供給してもよいし、両方を貯留槽７ｂに供給してもよい。

上記のように、貯留槽７ｂ内のリン酸水溶液のリン酸濃度を基準リン酸濃度に調整する動作をリン酸濃度調整と呼ぶ。

時刻ｔ１２で、第１のタンク５の貯留槽５ｂ内の液面高さが第２基準高さＬ２よりも所定の高さ分下降したことが液面センサｓ３により検出される。この場合、制御部９は図１のバルブ２１を開く。

それにより、図６に太い矢印Ａ７で示すように、第２のタンク６の貯留槽６ｂから枝管２０ｂを通ってフィルタ２２を通過したリン酸水溶液の一部が、主管２０ａを通して第１のタンク５の貯留槽５ｂに送られる。こうして、基準リン酸濃度および基準シリコン濃度を有するリン酸水溶液が、第２のタンク６から第１のタンク５に供給される。それにより、貯留槽５ｂ内の液面高さは第２基準高さＬ２に向かって上昇し、貯留槽６ｂ内の液面高さは第２基準高さＬ２から下降する。

時刻ｔ１３で、第１のタンク５の貯留槽５ｂ内の液面高さが第２基準高さＬ２に等しくなったことが液面センサｓ３により検出される。この場合、制御部９は、図１のバルブ２１を閉じることにより第２のタンク６から第１のタンク５へのリン酸水溶液の供給を停止する。

時刻ｔ１３においては、制御部９は、さらに図１のバルブ５２を閉じ、バルブ５１を開く。それにより、図７に太い矢印Ａ８で示すように、処理部１のカップＣＵにより回収される使用済みのリン酸水溶液が、第２のタンク６の貯留槽６ｂに送られる。第２のタンク６では液回収と並行してリン酸濃度調整も行われる。一方、図４に示すように、第３のタンク７では、液回収が停止され、リン酸濃度調整が継続される。

ここで、枚葉式の基板処理装置においては、リンス処理等により一部の処理液が廃棄される。そのため、基板Ｗの処理に用いられる処理液を全て回収することはできない。したがって、貯留槽５ｂ内の液面高さが第２基準高さＬ２に維持された状態で貯留槽６ｂ内の液面高さが第２基準高さＬ２から第１基準高さＬ１まで下降しても、貯留槽７ｂ内の液面高さは第１基準高さＬ１から第２基準高さＬ２まで上昇しない。

そこで、制御部９は、第３のタンク７の液面センサｓ３（図１）の検出値およびシリコン濃度計ｓ２の測定値に基づいて、貯留槽７ｂ内の液面高さが第２基準高さＬ２まで上昇するとともに貯留槽７ｂ内のリン酸水溶液のシリコン濃度が基準シリコン濃度に近づくように、図１のバルブ４２および新液供給装置８を制御する。

例えば、制御部９は、第３のタンク７のシリコン濃度計ｓ２により測定されるシリコン濃度が基準シリコン濃度に等しい場合に、基準シリコン濃度を目標シリコン濃度に設定する。また、制御部９は、その目標シリコン濃度を有するリン酸水溶液が生成されるように新液供給装置８を制御し、図１のバルブ４２を開く。それにより、図７に太い矢印Ａ９で示すように、目標シリコン濃度を有するリン酸水溶液が新液供給装置８から第３のタンク７に供給される。その結果、貯留槽７ｂ内の液面高さが第２基準高さＬ２まで上昇するとともに、貯留槽７ｂ内のシリコン濃度が基準シリコン濃度で維持される。

一方、制御部９は、第３のタンク７のシリコン濃度計ｓ２により測定されるシリコン濃度が基準シリコン濃度よりも低い場合に、目標シリコン濃度を基準シリコン濃度よりも高く設定する。また、制御部９は、その目標シリコン濃度を有するリン酸水溶液が生成されるように新液供給装置８を制御し、図１のバルブ４２を開く。それにより、基準シリコン濃度よりも高いシリコン濃度を有するリン酸水溶液が新液供給装置８から第３のタンク７に供給される。その結果、貯留槽７ｂ内の液面高さが第２基準高さＬ２まで上昇するとともに、貯留槽７ｂ内のシリコン濃度が上昇し、基準シリコン濃度に調整される。

他方、制御部９は、第３のタンク７のシリコン濃度計ｓ２により測定されるシリコン濃度が基準シリコン濃度よりも高い場合に、目標シリコン濃度を基準シリコン濃度よりも低く設定する。また、制御部９は、その目標シリコン濃度を有するリン酸水溶液が生成されるように新液供給装置８を制御し、図１のバルブ４２を開く。それにより、基準シリコン濃度よりも低いシリコン濃度を有するリン酸水溶液が新液供給装置８から第３のタンク７に供給される。その結果、貯留槽７ｂ内の液面高さが第２基準高さＬ２まで上昇するとともに、貯留槽７ｂ内のシリコン濃度が低下し、基準シリコン濃度に調整される。

上記のように、貯留槽内の液面高さを第２基準高さＬ２まで上昇させるとともにリン酸水溶液のシリコン酸濃度を基準シリコン酸濃度に調整する動作をシリコン濃度調整と呼ぶ。

本実施の形態においては、シリコン濃度調整が行われる場合、そのシリコン濃度調整と並行してリン酸濃度調整も行われる。それにより、新液供給装置８から第３のタンク７に供給されるリン酸水溶液が基準リン酸濃度を有しない場合でも、貯留槽７ｂ内のリン酸濃度が基準リン酸濃度に調整される。

時刻ｔ１４で、第３のタンク７の貯留槽７ｂに基準リン酸濃度および基準シリコン濃度を有するリン酸水溶液が貯留されていることがリン酸濃度計ｓ１およびシリコン濃度計ｓ２により検出される。この場合、制御部９は、図１のバルブ４２を閉じることにより新液供給装置８から第３のタンク７へのリン酸水溶液の供給を停止し、第３のタンク７でのシリコン濃度調整を終了する。同時に、制御部９は、第３のタンク７におけるリン酸濃度調整も終了する。

本実施の形態では、第２のタンク６および第３のタンク７においてシリコン濃度調整が開始されてから完了するまでに必要な時間は、基板Ｗの処理により貯留槽５ｂ内の液面高さが第２基準高さＬ２から第１基準高さＬ１まで下降するために必要な時間に比べて十分に短い。

時刻ｔ１４においては、制御部９は、さらに図１のバルブ３１を開く。それにより、図８に太い矢印Ａ１０で示すように、第３のタンク７の貯留槽７ｂから枝管２０ｃを通ってフィルタ３２を通過したリン酸水溶液の一部が、主管２０ａを通して第１のタンク５の貯留槽５ｂに送られる。このようにして、基準リン酸濃度および基準シリコン濃度を有するリン酸水溶液が、第３のタンク７から第１のタンク５に供給される。それにより、貯留槽５ｂ内の液面高さは第２基準高さＬ２に向かって上昇し、貯留槽７ｂ内の液面高さは第２基準高さＬ２から下降する。

時刻ｔ１５で、第１のタンク５の液面高さが第２基準高さＬ２に等しくなったことが液面センサｓ３により検出される。この場合、制御部９は、図１のバルブ３１を閉じることにより第３のタンク７から第１のタンク５へのリン酸水溶液の供給を停止する。

時刻ｔ１５においては、制御部９は、新液供給装置８を制御することにより目標シリコン濃度を有するリン酸水溶液を生成した後、図１のバルブ４１を開く。それにより、図９に太い矢印Ａ１１で示すように、目標シリコン濃度を有するリン酸水溶液が新液供給装置８から第２のタンク６に供給される。このようにして、貯留槽６ｂ内のリン酸水溶液のシリコン濃度が基準シリコン濃度に調整される。また、このシリコン濃度調整と並行してリン酸濃度調整も行われる。

時刻ｔ１５においては、制御部９は、さらに図１のバルブ５１を閉じ、図１のバルブ５２を開く。それにより、図９に太い矢印Ａ４で示すように、処理部１のカップＣＵにより回収される使用済みのリン酸水溶液が、主管５０ａおよび枝管５０ｃを通して第３のタンク７の貯留槽７ｂに送られる。同時に、制御部９は、第３のタンク７におけるリン酸濃度調整を開始する。

時刻ｔ１６で、第２のタンク６の貯留槽６ｂに基準リン酸濃度および基準シリコン濃度を有するリン酸水溶液が貯留されていることがリン酸濃度計ｓ１およびシリコン濃度計ｓ２により検出される。この場合、制御部９は、図１のバルブ４１を閉じることにより新液供給装置８から第２のタンク６へのリン酸水溶液の供給を停止し、第２のタンク６でのシリコン濃度調整を終了する。同時に、制御部９は、第２のタンク７におけるリン酸濃度調整も終了する。

時刻ｔ１６においては、制御部９は、さらに図１のバルブ２１を開く。この場合、上記のように、基準リン酸濃度および基準シリコン濃度を有するリン酸水溶液が、第３のタンク７から第１のタンク５に供給される。それにより、貯留槽５ｂ内の液面高さは第２基準高さＬ２に向かって上昇し、貯留槽６ｂ内の液面高さは第２基準高さＬ２から下降する。

時刻ｔ１７で、第１のタンク５の貯留槽５ｂ内の液面高さが第２基準高さＬ２に等しくなったことが液面センサｓ３により検出される。この場合、制御部９は、図１のバルブ２１を閉じることにより第２のタンク６から第１のタンク５へのリン酸水溶液の供給を停止する。

時刻ｔ１７以降では、基板Ｗの処理が停止されるまで、時刻ｔ１３から時刻ｔ１５までの動作と時刻ｔ１５から時刻ｔ１７までの動作とが繰り返される。それにより、第１のタンク５においては、基準リン酸濃度および基準シリコン濃度を有するリン酸水溶液が常に保持される。

（４）変形例
図１０は、第１の変形例に係る新液供給装置の構成を示す模式図である。図１０の新液供給装置８は、以下の点を除いて、図２の新液供給装置８と同様の構成を有する。

図１０に示すように、第１の変形例に係る新液供給装置８の生成用タンク８０には、窒素ガス供給系９２が接続されている。窒素ガス供給系９２から生成用タンク８０内の処理液中に窒素ガスが供給される。これにより、生成用タンク８０内の処理液が撹拌される。

図１１は、第２の変形例に係る新液供給装置の構成を示す模式図である。図１１の新液供給装置８は、以下の点を除いて、図２の新液供給装置８と同様の構成を有する。

図１１に示すように、第２の変形例に係る新液供給装置８の生成用タンク８０は、濾過部材８７に接続されるモータ８９をさらに含む。モータ８９は、濾過部材８７が浸漬位置にある状態で、濾過部材８７を回転させる。あるいは、モータ８９は、濾過部材８７が浸漬位置にある状態で、濾過部材８７を垂直方向に微小に振動させつつ、水平方向に微小に揺動させる。これにより、生成用タンク８０内の処理液が撹拌される。

第１および第２の変形例に係る新液供給装置８においては、濾過部材８７により濾過されたシリコン含有液がリン酸水溶液と効率よく混合される。これにより、処理液の生成を促進することができる。図１０の新液供給装置８に図１１のモータ８９が設けられてもよい。この場合、処理液の生成をより促進することができる。

（５）効果
本実施の形態においては、リン酸水溶液が生成用タンク８０に貯留される。フィルタ８２の孔径以下の孔径を有する多孔質性材料により形成された濾過部材８７内にシリコン粒子を含むシリコン含有液が収容される。濾過部材８７の少なくとも一部が生成用タンク８０に貯留されたリン酸水溶液中に浸漬される。この場合、シリコン含有液が濾過部材８７を透過してリン酸水溶液に混合されることによりシリコンおよびリン酸を含む処理液が生成される。生成された処理液中の不純物がフィルタ８２により除去される。基板Ｗ上のシリコン酸化物およびシリコン窒化物のうちシリコン窒化物を選択的に除去するために、フィルタ８２により不純物が除去された処理液が処理部１により基板Ｗに供給される。

この構成によれば、リン酸水溶液に溶解可能なシリコン粒子のみがリン酸水溶液に混合され、他のシリコン粒子は濾過部材８７内に残存する。この場合、過剰なシリコン粒子が生成用タンク８０内で凝集することによるシリコンの塊が発生することが防止される。これにより、フィルタ８２の目詰まりが発生することが防止される。また、均一なシリコン濃度を有する処理液を短時間で安定して生成することができる。その結果、基板Ｗ上のシリコン酸化膜およびシリコン窒化膜のうちシリコン窒化膜を選択的にエッチングする処理を正確に行うことが可能になる。

（６）他の実施の形態
（ａ）上記実施の形態において、基板処理装置１００は枚葉式の基板処理装置であるが、これに限定されない。基板処理装置１００はバッチ式の基板処理装置であってもよい。

（ｂ）上記実施の形態において、新液供給装置８には循環配管８５が設けられるが、これに限定されない。新液供給装置８には循環配管８５が設けられなくてもよい。

（ｃ）上記実施の形態において、濾過部材８７はＰＴＦＥからなる濾過膜により形成されるが、これに限定されない。濾過部材８７は、例えば多孔質性のポリイミド樹脂または多孔質性のエポキシ樹脂により形成されてもよい。

（ｄ）上記実施の形態において、濾過部材８７の一部が生成用タンク８０内の液体に浸漬されるが、これに限定されない。濾過部材８７にシリコン含有液が収容された後、濾過部材８７の上部が閉塞される場合には、濾過部材８７の全部が生成用タンク８０内の液体に浸漬されてもよい。

（ｅ）上記実施の形態において、生成用タンク８０内に準備位置が設けられるが、これに限定されない。生成用タンク８０内に準備位置が設けられなくてもよい。この場合、濾過部材８７は浸漬位置に配置され、図３のステップＳ５の処理はステップＳ４の処理の後に行われる。ステップＳ６の処理は省略される。

（７）請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各構成要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。

上記実施の形態においては、新液供給装置８が処理液生成部の例であり、フィルタ８２がフィルタの例であり、処理部１が処理ユニットの例であり、生成用タンク８０が生成用タンクの例である。濾過部材８７が濾過部材の例であり、基板処理装置１００が基板処理装置の例であり、循環配管８５が循環系の例であり、ヒータ８３が加熱部の例であり、温度センサｓ４が温度測定部の例である。制御部９が制御部の例であり、駆動部８８が駆動部の例であり、窒素ガス供給系９２またはモータ８９が撹拌機構の例である。

請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の構成要素を用いることもできる。

本発明は、基板の処理に有効に利用することができる。

１ 処理部
２ スピンチャック
２ａ スピンモータ
２ｂ スピンベース
２ｃ チャックピン
３ 処理液ノズル
４ 加熱装置
５ 第１のタンク
５ａ〜７ａ 循環槽
５ｂ〜７ｂ 貯留槽
６ 第２のタンク
７ 第３のタンク
８ 新液供給装置
９ 制御部
１０ 第１の供給配管
１１，１４，２３，３３，８３ ヒータ
１２，１７，２１，２６，３１，３６，４１，４２，５１，５２，８１，８６ バルブ
１３，２２，３２，８２ フィルタ
１５，２４，３４，８４ ポンプ
１６，２５，３５，８５ 循環配管
２０ 第２の供給配管
２０ａ，４０ａ，５０ａ 主管
２０ｂ，２０ｃ，４０ｂ，４０ｃ，５０ｂ，５０ｃ 枝管
４０ 第３の供給配管
５０ 回収配管
８０ 生成用タンク
８７ 濾過部材
８８ 駆動部
８９ モータ
９１ ＤＩＷ供給系
９２ 窒素ガス供給系
９３ リン酸水溶液供給系
９４ シリコン含有液供給系
９４ａ 供給口
１００ 基板処理装置
ＣＵ カップ
ｓ１ リン酸濃度計
ｓ２ シリコン濃度計
ｓ３ 液面センサ
ｓ４ 温度センサ
Ｗ 基板

この方法によれば、第１の溶液に溶解可能なシリコン粒子のみが第１の溶液に混合され、他のシリコン粒子は濾過部材内に残存する。この場合、過剰なシリコン粒子が生成用タンク内で凝集することによるシリコンの塊が発生することが防止される。これにより、フィルタの目詰まりが発生することが防止される。また、均一なシリコン濃度を有する処理液を生成することができる。その結果、基板上のシリコン酸化膜およびシリコン窒化膜のうちシリコン窒化膜を選択的にエッチングする処理を正確に行うことが可能になる。

新液供給装置８と第２および第３のタンク６，７の貯留槽６ｂ，７ｂとをつなぐように第３の供給配管４０が設けられる。第３の供給配管４０は、１本の主管４０ａおよび３本の枝管４０ｂ，４０ｃ，４０ｄを有する。枝管４０ｂ，４０ｃの一端は主管４０ａの一端に接続される。枝管４０ｄの一端は主管４０ａの他端に接続される。２本の枝管４０ｂ，４０ｃの他端がそれぞれ第２および第３のタンク６，７の貯留槽６ｂ，７ｂに接続される。枝管４０ｂにバルブ４１が介挿され、枝管４０ｃにバルブ４２が介挿されている。また、枝管４０ｄの他端が新液供給装置８の生成用タンク８０に接続される。

この場合、生成用タンク８０内のリン酸水溶液がポンプ８４により吸引され、ヒータ８３を通してフィルタ８２に送られる。ヒータ８３は、枝管４０ｄを流れるリン酸水溶液を加熱することにより、リン酸水溶液の温度を予め設定された温度（以下、設定温度と呼ぶ）まで上昇させる。本例において、設定温度は、例えば１５０℃である。フィルタ８２は、リン酸水溶液を濾過することにより不要な析出物等を除去する。フィルタ８２を通過したリン酸水溶液は、循環配管８５を通して生成用タンク８０内に戻される。それにより、生成用タンク８０内のリン酸水溶液の温度および清浄度がほぼ一定に保たれる。

時刻ｔ１６においては、制御部９は、さらに図１のバルブ２１を開く。この場合、上記のように、基準リン酸濃度および基準シリコン濃度を有するリン酸水溶液が、第２のタンク６から第１のタンク５に供給される。それにより、貯留槽５ｂ内の液面高さは第２基準高さＬ２に向かって上昇し、貯留槽６ｂ内の液面高さは第２基準高さＬ２から下降する。

Claims (15)

1. シリコンおよびリン酸を含む処理液を生成する処理液生成部と、
   前記処理液生成部により生成された前記処理液中の不純物を除去するように配置されるフィルタと、
   基板上のシリコン酸化物およびシリコン窒化物のうちシリコン窒化物を選択的に除去するために、前記フィルタにより不純物が除去された前記処理液を基板に供給する処理ユニットとを備え、
   前記処理液生成部は、
   リン酸を含む第１の溶液を貯留する生成用タンクと、
   前記フィルタの孔径以下の孔径を有する多孔質性材料により形成され、シリコン粒子を含む第２の溶液を収容する濾過部材とを含み、
   前記濾過部材の少なくとも一部は、前記生成用タンクに貯留された第１の溶液中に浸漬可能に配置され、第２の溶液が前記濾過部材を透過して第１の溶液に混合されることにより前記処理液が生成される、基板処理装置。
2. 前記処理液生成部は、前記生成用タンクと前記フィルタとの間で処理液を循環させる循環系をさらに含む、請求項１記載の基板処理装置。
3. 前記処理液生成部は、
   前記生成用タンクに貯留された第１の溶液を加熱する加熱部と、
   前記加熱部により加熱された第１の溶液の温度を測定する温度測定部とをさらに含み、
   前記基板処理装置は、前記温度測定部により測定された第１の溶液の温度に基づいて、前記濾過部材内に収容された第２の溶液が前記生成用タンクに貯留された第１の溶液と混合されるように前記濾過部材を制御する制御部をさらに備える、請求項１または２記載の基板処理装置。
4. 前記生成タンク内の第１の溶液の液面より上方の第１の位置と、前記濾過部材の少なくとも一部が前記生成タンクに貯留された第１の溶液に浸漬される第２の位置との間で前記濾過部材を移動させる駆動部をさらに備え、
   前記制御部は、前記濾過部材内に収容された第２の溶液と前記生成用タンクに貯留された第１の溶液とを混合する際に、前記濾過部材を前記第１の位置から前記第２の位置へ移動させるように前記駆動部を制御する、請求項３記載の基板処理装置。
5. 前記濾過部材に収容されるシリコン粒子の量は、前記生成用タンク内の前記処理液のシリコン濃度を飽和させるために必要なシリコン粒子の量よりも多い、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
6. 第２の溶液は、シリコン粒子の凝集を防止する凝集防止剤をさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
7. 前記濾過部材の孔径は１０ｎｍ以下である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
8. 前記濾過部材は、ポリテトラフルオロエチレンにより形成される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板処理装置。
9. 前記生成用タンクは、円筒状の側壁を有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
10. 前記処理液生成部は、前記生成用タンク内で生成される前記処理液を撹拌する撹拌機構をさらに含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の基板処理装置。
11. シリコンおよびリン酸を含む処理液を生成するステップと、
    生成された前記処理液中の不純物を前記フィルタにより除去するステップと、
    基板上のシリコン酸化物およびシリコン窒化物のうちシリコン窒化物を選択的に除去するために、前記フィルタにより不純物が除去された前記処理液を基板に供給するステップとを含み、
    前記処理液を生成するステップは、
    リン酸を含む第１の溶液を生成用タンクに貯留するステップと、
    フィルタの孔径以下の孔径を有する多孔質性材料により形成された濾過部材内にシリコン粒子を含む第２の溶液を収容するステップと、
    前記濾過部材の少なくとも一部を前記生成用タンクに貯留された第１の溶液中に浸漬させるステップと、
    前記濾過部材を透過した第２の溶液を第１の溶液に混合することにより処理液を生成するステップとを含む、基板処理方法。
12. 前記除去するステップは、前記生成用タンクと前記フィルタとの間で前記処理液を循環させることを含む、請求項１１記載の基板処理方法。
13. 前記処理液を生成するステップは、
    前記生成用タンクに貯留された第１の溶液を加熱することと、
    加熱された第１の溶液の温度を測定することと、
    測定された第１の溶液の温度に基づいて、前記濾過部材内に収容された第２の溶液を前記生成用タンクに貯留された第１の溶液と混合することとを含む、請求項１１または１２記載の基板処理方法。
14. 前記生成タンク内の第１の溶液の液面より上方に前記濾過部材を配置するステップをさらに含み、
    前記混合することは、前記濾過部材の少なくとも一部が前記生成タンクに貯留された第１の溶液に浸漬されるように前記濾過部材を移動させることを含む、請求項１３記載の基板処理方法。
15. 前記生成用タンク内で生成される前記処理液を撹拌するステップをさらに含む、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の基板処理方法。

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