JP7460983B2 - 処理液供給システムおよび処理液供給方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板の枚葉式処理室に処理液を供給するためのシステムおよび方法に関する。

枚葉式の基板処理装置が知られている。かかる処理装置では、処理室内で基板を水平に保持して、基板の中心を軸にして水平面内で回転させ、基板上にノズルから処理液を吐出することによって、基板表面のエッチング、洗浄、リンスなどの処理が行われる。半導体ウェハの基板処理装置では、一般に複数の、例えば１２や２４の処理室を備え、各処理室にそれぞれ処理液が供給される。処理液は、反応速度を上げるために高い温度で供給される。

特許文献１には、半導体ウェハのレジスト膜を硫酸と過酸化水素水との混合液（ＳＰＭ液）を用いて除去する枚葉式の基板処理装置において、温度センサを用いて取得したウエハ上のＳＰＭ液の温度情報に応じて、硫酸の温度をフィードバック制御することが記載されている。これにより、所望の温度のＳＰＭ液での処理をより正確に行うことができるとされる。

特許文献２には、半導体ウェハ等の基板の枚葉式の処理室に液を供給する液供給機構であって、液を循環させる第１循環ラインと液を第１温度に加熱する第１加熱器とを有する一次温調機構と、第１循環ラインから分岐して一次温調機構に戻る第２循環ラインと液を前記第１温度よりも高い供給温度に加熱する第２加熱器とを有する二次温調機構と、第２加熱器よりも下流側で第２循環ラインから切替弁を介して分岐して処理室の吐出機構に通じる吐出ラインとを有する液供給機構が記載されている。これにより、第１循環ラインに設けられるポンプやフィルタなどの各構成要素は、供給温度より低い第１温度に対する耐熱性および耐薬性を備えればよいので、これらの各要素のコストを低くすることができるとされる。

特開２０１８－０５６２９３号公報 特開２０１３－０４５９７２号公報

基板処理反応の進行を正確に制御するためには、供給される処理液の温度をより正確に制御することが重要となる。これに関して、特許文献１に記載された処理液供給方法は、基板上の処理液の温度情報に応じて処理液の温度をフィードバック制御する。しかし、基板上への処理液の吐出開始から処理液が所望の温度になるまでには時間の遅れが生じる。また、特許文献２に記載された液供給機構では、吐出機構に液を供給しないときは（循環モード）、処理液は二次温調機構で供給温度より低い第２温度に加熱されているので、基板上への処理液の吐出開始から処理液が所望の温度になるまでには、やはり多少の時間の遅れが生じる。半導体基板の処理では１枚当たりの処理時間が１０～３０秒程度であることも多いので、このような時間遅れの影響は無視できない。

本発明は上記を考慮してなされたものであり、基板の枚葉式処理において、基板上に吐出される処理液の温度を、吐出開始時から、より正確に制御することが可能な処理液供給システムおよび方法を提供することを目的とする。

本発明の液供給システムは、基板に処理液を供給するシステムであって、第１循環経路と、温度調整路と、供給配管と、温度情報取得手段と、制御部とを有する。前記第１循環経路は、前記処理液を第１温度に加熱する第１ヒータを備え、該処理液を循環させる。前記温度調整路は、前記第１循環経路から分岐して、前記処理液を第２温度に調整する温調手段であって少なくとも第２ヒータを含む温調手段を備える。前記供給配管は、前記温度調整路の前記温調手段より下流から分岐して、前記基板に前記処理液を供給可能に構成される。前記温度情報取得手段は、前記基板上に吐出された前記処理液の温度情報を取得する。前記制御部は、前記温度情報に基づいて前記温調手段を制御する。

この構成により、温調手段により第２温度に調整された状態で温度調整路を流れている処理液を基板に供給できるので、基板上に吐出される処理液の温度を吐出開始時からより正確に制御することが可能となる。また、吐出開始後に温度情報取得手段によって基板上に吐出された処理液の温度情報が取得可能になれば、その温度情報に基づいて温調手段を制御することが可能となる。

好ましくは、前記温度調整路が、前記温調手段を経由して前記第１循環経路に戻る温度調整路である。

好ましくは、前記温度情報取得手段がサーモカメラである。これにより、処理液の吐出温度だけでなく、基板上の処理液の全体の温度分布を得ることができるので、基板処理をより精細に制御することが可能となる。

好ましくは、前記温調手段が冷却器をさらに有する。これにより、温調手段に流入する処理液を冷却して温度調整することも可能となる。

好ましくは、前記第１温度と前記第２温度の差が２０℃以内である。これにより、温調手段による処理液温度の変化量を小さくできるので、温度調整の精度が向上する。また、温調手段が有する第２ヒータの容量を小さくして、小型化、低コスト化できる。

好ましくは、前記制御部は、前記第２ヒータの出力が所定の値より大きい場合は、前記第１温度の設定を高く変更する。これにより、第１温度と第２温度の差を小さくできる。

好ましくは、上記処理液供給システムは、前記第２温度と前記基板上に吐出される前記処理液の吐出温度との対応関係を記憶する記憶部をさらに備え、前記制御部は、前記温度情報取得手段によって測定された前記温度情報に基づいて前記対応関係を修正する。これにより、何らかの原因によって基板上に吐出開始時の処理液の温度が所望の温度からずれたときに、温調手段による第２温度の設定値を修正することができる。

好ましくは、上記処理液供給システムは、前記温度調整路、前記供給配管および前記温度情報取得手段を複数有し、前記基板を処理する複数の処理室にそれぞれ前記処理液を供給する。これにより、基板処理室毎に最適な温度で処理液を供給できる。

本発明の液供給方法は、基板に処理液を供給するための方法であって、前記処理液を、第１循環経路を循環させながら、第１ヒータによって第１温度に加熱する工程と、前記処理液を、前記第１循環経路から分岐して温度調整路に取り入れて、温調手段によって第２温度に調整する工程とを有する。そして、前記処理液を前記基板に供給しないときは、前記温度調整路に取り入れた前記処理液を前記第１循環経路に戻すか、前記温度調整路内で循環させるか、または系外に廃棄する工程を有する。そして、前記処理液を前記基板に供給するときは、前記処理液を前記温度調整路の前記温調手段より下流から分岐して、前記基板に供給する工程と、前記基板上に吐出された前記処理液の温度情報を温度情報取得手段によって取得する工程と、前記温度情報に基づいて前記温調手段を制御する工程とを有する。

本発明の処理液供給装置または処理液供給方法によれば、処理液を基板に供給しないときは、処理液を温調手段により第２温度に調整された状態にして温度調整路を通液させ、処理液の基板への供給を開始するときは、安定した温度状態で温度調整路を流れる処理液を供給配管に分岐して基板処理室へ送ることができる。これにより、基板上に吐出される処理液の温度を吐出開始時から、より正確に制御することが可能となる。また、吐出開始後に、サーモカメラによって基板上の処理液の温度情報が取得可能になれば、その温度情報に基づいて処理液の温度を制御することが可能となる。したがって、処理液の基板上への吐出開始から終了に至るまで、処理液の温度をより正確に制御できる。

第１実施形態の処理液供給システムの構成を示す図である。 第２実施形態の温調手段の構成を示す図である。 第３実施形態の温度調整路の構成を示す図である。 第４実施形態の温度調整路の構成を示す図である。 第１実施形態の処理液供給方法におけるタイミングチャートである。 第１実施形態の処理液供給方法における第２温度と吐出温度の推移を説明するための図である。 第１実施形態の処理液供給方法の変形例における第２温度と吐出温度の推移を説明するための図である。

本発明の処理液供給システムの第１実施形態を図１、図５および図６に基づいて説明する。本実施形態の処理液供給システムは、半導体基板を枚葉式に処理する複数の基板処理室に、高温の処理液を供給する。

図１を参照して、本実施形態の処理液供給システム１０は、処理液の流れる経路として、第１循環経路２０と、第１循環経路から分岐して第１循環経路に戻る温度調整路３０と、温度調整路から分岐して基板処理室５０に至る供給配管４０とを有し、さらに制御部６０、記憶部６１、および基板処理室内に設置された温度情報取得手段であるサーモカメラ５５とによって構成される。複数の基板処理室５０、５０ａに処理液を供給するため、上記各要素のうち温度調整路、供給配管およびサーモカメラは基板処理室毎に設けられる（３０ａ、４０ａ、５５ａ）。なお、制御部および記憶部は基板処理室毎に設けてもよいし（６０ａ、６１ａ）、それぞれ１つの制御部６０および記憶部６１で、すべての温度調整路、供給配管およびサーモカメラを制御してもよい。処理液は、第１循環経路で所要の温度に近い温度まで加熱され、温度調整路でさらに温度調節されて、基板処理室に供給される。

第１循環経路２０は、処理液の貯留タンク２１、ポンプ２２、フィルタ２３、第１ヒータ２４および第１温度センサ２５を備える。処理液は、ポンプ２２によって貯留タンク２１から第１循環経路を循環して貯留タンクに戻る。処理液はその過程でフィルタ２３によってパーティクルなどの汚染物質が除去される。

処理液は、第１ヒータ２４によって第１温度Ｔ１に加熱される。より具体的には、第１ヒータの出口に設けられた第１温度センサ２５によって処理液の温度を測定し、この測定値が第１温度Ｔ１になるように、制御部６０が第１ヒータの出力を制御する。第１ヒータとしては、石英ガラス製のインラインヒータなど公知の物を用いることができる。第１ヒータ２４を設ける位置は、第１循環経路中であれば、特に限定されない。

理解を助けるために半導体ウェハのリン酸によるエッチング処理を例にすると、典型的には、第１温度は１６５～１７０℃で、第１循環経路を循環する処理液の量は２０～４０Ｌ／分である。処理液供給システム１０各部の温度設定の詳細は後述する。

温度調整路３０は、第１循環経路２０から取り入れ口３４で分岐して、第１バルブ３１、温調手段である第２ヒータ３２、および第２温度センサ３３を備え、戻し口３５で第１循環経路に戻る。取り入れ口３４は、好ましくは、第１循環経路の基板処理室５０までの距離が近いところに設けられる。第１バルブ３１を開くことにより、第１循環経路を循環する処理液の一部が温度調整路に取り入れられる。温度調整路から第１循環経路への戻しは、図１に示したように第１循環経路の配管の途中に戻し口３５を設けてもよいし、貯留タンク２１に戻してもよい。戻し口３５には図示しない逆止弁を設置してもよい。また、温度調整路には図示しないポンプを、例えば戻し口の手前に設けてもよい。

温度調整路３０に取り入れられた処理液は、第２ヒータ３２によって第２温度Ｔ２に加熱される。より具体的には、第２ヒータの下流、好ましくは第２ヒータの出口に第２温度センサ３３が設けられ、第２温度センサ３３によって処理液の温度を測定し、この測定値が第２温度Ｔ２の設定値になるように、制御部６０が第２ヒータの出力を制御する。第２ヒータとしては、第１ヒータと同様に、石英ガラス製のインラインヒータなど公知の物を用いることができる。第２ヒータは第１ヒータと比較して加熱する処理液の流量が少なく、処理液の温度上昇幅も小さくてよいので、第２ヒータには第１ヒータより容量の小さい物を用いることができる。

半導体ウェハのリン酸によるエッチング処理の例では、典型的には、第２温度は１７０～１７５℃で、温度調整路へ取り入れられる処理液の量は約１Ｌ／分である。

処理液を基板処理室５０に供給しないとき（以下において「待機モード」という）、例えば１枚の基板の処理が終わって次の基板に入れ替えるときなどは、温度調整路３０に取り入れられた処理液は全量が第１循環経路２０に戻る。この状態は、第１循環経路２０を循環する処理液の一部が温度調整路へ迂回して循環している状態ともいえる。

供給配管４０は、温度調整路３０の第２ヒータ３２の下流に位置する第２バルブ４１から分岐して、基板処理室５０のノズル５２に至る。処理液を基板処理室５０に供給するとき（以下において「供給モード」という）は、第２バルブ４１は、処理液の流路を切り替えて温度調整路を流れる処理液の全量を供給配管に流してもよいし、温度調整路を流れる処理液の一部を供給配管に導いてもよい。好ましくは、第２バルブ４１は温度調整路を流れる処理液の一部を供給配管に導く。温度調整路の第２バルブより下流の配管等が冷えるのを防止するためである。

基板処理室５０では、基板５１を水平に保持し、中心を軸にして水平面内で回転させ、基板上にノズル５２から処理液を吐出することによって、基板表面のエッチング、洗浄、リンスなどの処理が行われる。基板処理室５０に供給された処理液は、ノズル５２から基板５１上に吐出される。

半導体ウェハのリン酸によるエッチング処理の例では、典型的には、基板上に吐出される処理液の温度は約１７０℃で、吐出される処理液の量は約１Ｌ／分である。

サーモカメラ５５は、基板処理室５０内に設置される。サーモカメラは、基板５１上の処理液が放射する赤外線を受光して、基板上の処理液の温度情報、例えば温度分布を熱画像として取得する。サーモカメラを基板処理室内に設置するためには、サーモカメラ内部の機構を処理液の飛沫や蒸気から保護する必要があり、そのようなサーモカメラの構造は本出願人の一人による特願２０１９－１４０３４１に開示されている。

基板５１の処理中は、サーモカメラ５５によって取得される温度情報に基づいて、基板上の処理液が所望の温度となるように、制御部６０が第２ヒータ３２の出力を制御する。

制御部６０は、処理液供給システム１０の全体を制御する。処理液の流路に関して、制御部は第２バルブ４１を制御して、処理液を基板処理室に供給しない待機モードでは、温度調整路を流れる処理液の全量を前記第１循環経路に戻す。そして、処理液を前記基板処理室に供給する供給モードでは、温度調整路を流れる処理液の全量または一部を供給配管４０に導く。処理液の温度に関して、制御部は、第１循環経路２０において第１温度センサ２５の測定値に基づいて第１ヒータ２４の出力を制御する。制御部は、温度調整路３０において、待機モードでは第２温度センサ３３の測定値に基づいて第２ヒータ３２の出力を制御する。そして、供給モードでは、制御部は、処理液を基板処理室５０に供給した後、サーモカメラ５５によって基板５１上の処理液の温度情報が取得可能になれば、その温度情報に基づいて、処理液の吐出温度が所望の温度となるように第２ヒータ３２の出力を制御する。

記憶部６１は、制御部に接続され、処理液供給システム１０各部の温度制御に必要な情報などを記憶する。例えば、第２温度Ｔ２とその処理液がノズル５２から基板５１に吐出されるときの吐出温度との対応関係を記憶する。対応関係とは、換算式や対照表などを意味する。

ここで、本実施形態の処理液供給システム１０各部の温度設定について説明する。

基板５１を処理する処理液の温度は、基板処理の反応設計等に基づいて目標温度が定められる。基板処理中は、実際に基板上にある処理液の温度をサーモカメラ５５で確認して、基板上への処理液の吐出温度を第２ヒータ３２によって制御することができる。しかし、処理液の吐出が開始されるまではサーモカメラによって温度情報を得ることができないので、第２ヒータ３２によって処理液を予め設定した第２温度Ｔ２に調整しておく。

第２温度Ｔ２は、処理液が供給配管４０を通ってノズル５２から吐出されるときの吐出温度が目標とする温度となるように設定される。処理液は第２ヒータ３２から供給配管４０を経てノズル５２に至るまでにも少し温度が低下するので、第２ヒータの加熱による第２温度Ｔ２は、目標とする吐出温度より少し高く設定されることになる。目標とする吐出温度を得るための第２温度Ｔ２は、試験運転時の温度情報等に基づいて定めることができる。また、処理液供給システム１０が複数の基板処理室に処理液を供給するために複数の温度調整路を有する場合、第２温度Ｔ２は温度調整路毎に異なる値に設定される。

第２ヒータ３２による処理液の温度上昇の幅は小さいほど好ましい。ヒータを小型化できるというコスト面での利点の他に、温度調整の精度を高められるからである。そのため、第２ヒータに流入する処理液の温度は第２温度Ｔ２に近いことが好ましく、第１ヒータ２４によって加熱する第１温度Ｔ１は第２温度Ｔ２に近いことが好ましい。第１温度Ｔ１は第２温度Ｔ２に対して、Ｔ１≧Ｔ２－２０℃とすることが好ましく、Ｔ１≧Ｔ２－１０℃とすることがより好ましい。一方、図１に示したように温度調整路３０の温調手段がヒータ（第２ヒータ３２）のみからなる場合は、第２ヒータに流入する処理液の温度が第２温度Ｔ２より高いと都合が悪い。したがって、第１温度Ｔ１は第２温度Ｔ２以下（Ｔ１≦Ｔ２）とすることが好ましい。

第１温度Ｔ１を第２温度Ｔ２に近付けるための一つの方法として、第２ヒータ３２の出力が予め定めた値より大きい場合に第１温度の設定を高く変更することができる。これにより第２ヒータの出力を抑えることができる。処理液供給システム１０が複数の温度調整路を有する場合は、すべての第２ヒータの出力が予め定めた値より大きい場合に第１温度の設定を高く変更すればよい。

本実施形態の処理液供給システム１０を用いた処理液供給方法を以下に説明する。

図５は、処理液の流路および温度の制御のタイミングチャートである。図５において、第１循環経路２０が「ＯＮ」とは第１循環経路を処理液が流れていることをいい、「ＯＦＦ」とは流れていないことをいう。基板５１処理が「ＯＮ」とは処理液が基板に供給されていることをいう。基板５１処理が「ＯＦＦ」とは処理液が基板に供給されていない状態をいい、例えば基板５１の入れ替えや、基板５１の乾燥が行われる。温度調整路３０が「ＯＮ」とは温度調整路を処理液が通液していることをいい、「ＯＦＦ」は温度調整路を処理液が通液していないことをいう。供給配管４０が「ＯＮ」とは供給配管を処理液が通液していることをいい、「ＯＦＦ」とは供給配管を処理液が通液していないことをいう。温度制御の「ＯＮ」とはＯＮになっている第２温度センサ３３またはサーモカメラ５５のデータを使用して温度が制御されることをいい、「ＯＦＦ」とはＯＦＦになっている第２温度センサ３３またはサーモカメラ５５のデータを温度制御に使用していないことをいう。つまり「温度制御・第２温度センサ３３」の「ＯＮ」「ＯＦＦ」は第２温度センサ３３のデータに基づいて温度が制御されるかされないかを意味しており、第２温度センサ３３が温度データを取得しているかいないかを意味していない。「温度制御・サーモカメラ５５」についても同様である。

図５を参照して、まず、処理液に第１循環経路２０を循環させる（図５の時刻Ａ）。処理液は第１循環経路の途中で第１ヒータ２４によって第１温度Ｔ１に加熱され、第１ヒータから遠ざかるに従って少しずつ温度を下げながら、第１循環経路を循環する。

次いで、第１バルブ３１を開いて処理液を取り入れ口３４から温度調整路３０に取り入れる（図５の時刻Ｂ）。温度調整路を流れる処理液は、第２温度センサ３３の測定値に基づいて、第２ヒータ３２によって第２温度Ｔ２に調整する。この時点では、処理液供給システム１０は待機モードにあり、処理液は供給配管４０へは流れず、全量が戻し口３５から第１循環経路２０に戻る。第２ヒータ３２を処理液が通液し、かつ、制御部６０が第２温度センサ３３で測定した処理液温度に基づいて第２ヒータ３２を制御するので、温度調整路３０を通過する処理液の流れは定常状態となり、温度が安定する。

基板５１の処理を開始するときは、第２ヒータ３２の下流に設けられた第２バルブ４１を操作して処理液を供給配管４０に導く（図５の時刻Ｃ）。これにより、処理液供給システム１０は供給モードに移行する。処理液が基板５１上に吐出されて基板が処理される。目標とする吐出温度が得られるように第２温度Ｔ２を適切に設定しておくことで、吐出開始時から、目標とする吐出温度が得られるか、少なくとも目標に近い吐出温度が得られる。

サーモカメラ５５によって基板５１上の処理液の温度情報が取得可能になれば、現実の吐出温度を確認できるので、その温度情報に基づいて第２ヒータ３２の出力を制御する（図５の時刻Ｄ）。第２ヒータの制御の基準を第２温度センサ３３からサーモカメラ５５に切り替えるタイミングは、処理液が吐出されたことをノズル５２やサーモカメラで検出して、処理液が吐出されたことを知らせる信号を制御部６０に送信してもよいし、吐出開始後に所定時間（図５のＤ－Ｃ）が経過した時としてもよい。

基板５１の処理が終了すると、第２バルブ４１を操作して処理液の供給を停止する（図５の時刻Ｅ）。これにより、処理液供給システム１０は待機モードに戻り、温度調整路３０に取り入れられた処理液は全量が第１循環経路２０に戻される。そして、温度調整路を流れる処理液は、再び第２温度センサ３３の測定値に基づいて、第２ヒータ３２によって第２温度Ｔ２に調整される。

処理液供給システム１０が待機モードにある間に、基板処理室５０の基板が入れ替えられる。次の基板の処理が開始され（図５の時刻Ｆ）、以下は同様の処理が繰り返される。

すべての基板の処理が完了すると（図５の時刻Ｊ）、処理液供給システム１０は待機モードに戻り（図５の時刻Ｋ）、第１循環経路２０の処理液の循環を停止する（図５の時刻Ｌ）。

以上の処理液供給方法における第２温度Ｔ２と吐出温度の変化を、図６の例に基づいてさらに説明する。図６は、目標とする吐出温度を１７０℃とした場合の仮想の実施例である。図６中のＳＶ２は第２温度Ｔ２の設定値、ＰＶ２は第２温度センサ３３による処理液の温度の実測値、ＳＶ３は吐出温度の設定値、ＰＶ３はサーモカメラによる吐出温度の実測値であり、摂氏温度である。括弧で囲った温度は、存在しているが、制御部６０が第２ヒータ３２を制御するにあたって参照されていない温度を意味する。

図６を参照して、処理液供給システム１０が待機モードにあって、処理液をノズル５２から吐出開始する前は、温度調整路を流れる処理液は設定値ＳＶ２、実測値ＰＶ２ともに１７５℃で、処理液の温度は安定している（対応する図５の時刻が「Ｃ前」。以下も同様）。この設定値ＳＶ２＝１７５℃は吐出温度が１７０℃になるように設定された値である。しかし、何らかの原因によって、基板５１の処理が開始され、サーモカメラ５５が取得した温度情報から吐出温度が１６５℃であったとする（Ｃ後）。制御部６０が温調手段３２の制御を切り替え（Ｄ）、吐出温度の設定値ＳＶ３＝１７０℃として、実際の吐出温度ＰＶ３を参照して第２ヒータ３２の出力を制御する。この例では吐出温度の実測値ＰＶ３＝１６５℃が設定値ＳＶ３＝１７０℃より低いため、制御部は第２ヒータの出力を上げることになる。吐出終了時までに吐出温度ＰＶ３は１７０℃まで上がり、温度調整路の第２温度センサ３３が検出する処理液温度ＰＶ２は、例えば１８０℃まで上がる（Ｅ）。吐出終了後、処理液供給システム１０は待機モードに戻り、制御部は再び第２温度Ｔ２の設定値ＳＶ２と第２温度センサ３３による測定値ＰＶ２を参照して第２ヒータ３２の出力を制御する（Ｅ後）。処理液供給システム１０は、次の吐出開始前（Ｆ前）には、先の吐出開始前（Ｃ前）の状態に戻っている。

次に、本実施形態の変形例として、記憶部６１が第２温度Ｔ２と基板上に吐出される処理液の吐出温度との対応関係を記憶し、制御部６０がサーモカメラ５５によって測定された基板上の処理液の温度情報に基づいて当該対応関係を修正する方法を述べる。

第２温度Ｔ２と吐出温度との対応関係は、試験運転時のデータ等に基づいて求めることができ、温度調整路３０を流れる処理液を第２温度Ｔ２に調整することで、基板上への処理液の吐出温度を吐出開始時から制御できる。しかし、上述の図６の例のように、基板５１の処理が開始され、サーモカメラ５５が取得した温度情報から吐出温度（ＰＶ３）が想定した吐出温度（ＳＶ３）と異なることがあり得る（図６における吐出開始後、Ｃ後）。このような場合に、記憶部６１に記憶した第２温度Ｔ２と吐出温度との対応関係を更新して、次の待機モードにおける第２温度Ｔ２の設定値ＳＶ２を更新することができる。

図７を参照して、最初の吐出終了時（Ｅ前）までは図６と同じである。この変形例では、処理液供給システム１０が待機モードに戻り、制御部６０が第２ヒータ３２の制御の基準を吐出温度（ＳＶ３、ＰＶ３）から第２温度Ｔ２（ＳＶ２、ＰＶ２）に戻すときに、第２温度Ｔ２の設定値ＳＶ２を吐出温度が設定値であったときの第２温度センサによる実測値ＰＶ２に更新する（Ｅ後）。これにより、次の吐出開始時の吐出温度ＰＶ３を、より設定値ＳＶ３により近付けることができる（Ｆ後）。

本実施形態の処理液供給システム１０および方法によれば、処理液を基板処理室５０に供給しない待機モードにおいても、第２ヒータ３２によって第２温度Ｔ２に調整された状態で処理液が温度調整路３０を流れており、その温度は安定している。処理液の基板処理室への供給を開始するときは、安定した温度状態で温度調整路を流れる処理液を、供給配管４０に分岐して基板処理室へ送ることができる。したがって、目標とする吐出温度が得られるように第２温度Ｔ２を適切に設定しておくことで、吐出開始時から、目標とする吐出温度が得られるか、少なくとも目標に近い吐出温度が得られる。つまり、基板上に吐出される処理液の温度を、より正確に制御できる。そして、吐出開始後にサーモカメラ５５によって基板上の処理液の温度情報が取得可能になれば、その温度情報に基づいて第２ヒータ３２を制御して処理液の温度を調整する。したがって、処理液の基板上の吐出開始から終了に至るまで、処理液の温度をより正確に制御できる。

また、近年の半導体ウェハ処理装置は多くの基板処理室を備え、装置全体が大型化しているので、基板処理室の位置によって第１ヒータからの距離が大きく異なることになる。その場合でも、温度調整路以降を基板処理室毎に設けることで、すべての基板処理室に最適な温度で処理液を供給できる。

次に、本発明の処理液供給システムの第２実施形態を説明する。本実施形態は、温度調整路が備える温調手段が、第２ヒータに加えて冷却器を有する点で第１実施形態と異なり、その他は第１実施形態と同様である。

図２を参照して、本実施形態の処理液供給システム７０の温度調整路７１の温調手段７２は第２ヒータ７３と冷却器７４によって構成される。冷却器７４としては、ペルチェ素子を利用したものなど、各種公知の物を用いることができる。処理液を基板処理室５０に供給しない待機モードでは、制御部６０は、第２温度センサ３３の測定値に基づいて、第２ヒータ７３および冷却器７４を制御する。温調手段７２が冷却器を有することで、温調手段７２に流入する処理液の温度が第２温度Ｔ２より高くても、処理液の温度を第２温度Ｔ２に調整可能となる。これによって、第１温度Ｔ１を高くしすぎることを心配しないで、第２温度Ｔ２にさらに近付けることができる。第１温度Ｔ１と第２温度Ｔ２の差は、好ましくは２０℃以内であり、より好ましくは１０℃以内である。第１温度Ｔ１は第２温度Ｔ２より高くてもよい。

次に、本発明の処理液供給システムの第３実施形態を説明する。本実施形態は、温度調整路内を処理液が循環可能に構成されている点で第１実施形態と異なり、その他は第１実施形態と同様である。

図３を参照して、本実施形態の処理液供給システム８０の温度調整路８１は、温調手段である第２ヒータ３２、第２温度センサ３３、供給配管４０への分岐となる第２バルブ４１、循環経路中の処理液量を確保するバッファタンク８３、ポンプ８２を経由して、第２ヒータ３２の上流に戻る循環経路を構成している。処理液を基板処理室５０に供給しない待機モードでは、第１バルブ３１は閉じられ、処理液は温度調整路８１内を循環する。処理液を基板処理室５０に供給する供給モードでは、処理液の一部または全量が第２バルブから供給配管４０へ分岐して基板処理室５０に供給する。その際、供給配管に分岐した処理液の量だけ、第１循環経路２０を流れる処理液が取り入れ口３４から温度調整路８１に取り入れられる。

本実施形態でも、第２実施形態と同様に、温調手段を第２ヒータと冷却器によって構成することができる。また、本実施形態の処理液供給システム８０と処理液供給方法は第１実施形態と同様であり、上述の変形例のように、記憶部６１が第２温度Ｔ２と吐出温度との対応関係を記憶し、制御部６０が基板上の処理液の温度情報に基づいて当該対応関係を修正してもよい。

次に、本発明の処理液供給システムの第４実施形態を説明する。本実施形態は、第１循環経路から温度調整路に流入した処理液が、待機モードにおいて、第１循環経路に戻ったり、温度調整路内で循環したりすることなく、系外に排出される点で第１実施形態と異なり、その他は第１実施形態と同様である。

図４を参照して、本実施形態の処理液供給システム９０の温度調整路９１は、供給配管４０への分岐となる第２バルブ４１の下流から系外（９２）に、例えば図示しない廃液処理装置に排出され、好ましくは再生されて再使用される。

本実施形態でも、第２実施形態と同様に、温調手段を第２ヒータと冷却器によって構成することができる。また、本実施形態の処理液供給システム９０と処理液供給方法は第１実施形態と同様であり、上述の変形例のように、記憶部６１が第２温度Ｔ２と吐出温度との対応関係を記憶し、制御部６０が基板上の処理液の温度情報に基づいて当該対応関係を修正してもよい。

本発明は上記実施形態に限られるものではなく、上述の変形例以外にも、その技術思想の範囲内で種々の変形が可能である。

例えば、本発明の処理液供給装置は上記実施形態で例として挙げた半導体基板のリン酸エッチング処理に限らず、各種の処理液によるエッチング、洗浄、リンスなどの処理に用いることができる。また、２以上の液を基板処理室で混合して調製される処理液の個々の液、例えばＳＰＭ液の硫酸、を供給することにも用いることができる。

また、例えば、１つの基板処理室５０に同じ処理液を吐出する複数のノズル５２がある場合は、温度調整路および供給配管を各ノズル毎に設けてもよい。

また、例えば、基板処理中に処理液の吐出温度を一定に維持するのではなく、反応設計に応じて基板処理中に吐出温度を変化させてもよい。

１０ 処理液供給システム（第１実施形態）
２０ 第１循環経路
２１ 貯留タンク
２２ ポンプ
２３ フィルタ
２４ 第１ヒータ
２５ 第１温度センサ
３０、３０ａ 温度調整路
３１ 第１バルブ
３２ 第２ヒータ（温調手段）
３３ 第２温度センサ
３４ 取り入れ口
３５ 戻し口
４０、４０ａ 供給配管
４１ 第２バルブ
４２ 取り入れ口
５０、５０ａ 基板処理室
５１ 基板
５２ ノズル
５５、５５ａ サーモカメラ（温度情報取得手段）
６０、６０ａ 制御部
６１ 記憶部
７０ 処理液供給システム（第２実施形態）
７１ 温度調整路
７２ 温調手段
７３ 第２ヒータ
７４ 冷却器
８０ 処理液供給システム（第３実施形態）
８１ 温度調整路
８２ ポンプ
８３ バッファタンク
９０ 処理液供給システム（第４実施形態）
９１ 温度調整路
９２ 系外

Claims (8)

1. 基板に処理液を供給するシステムであって、
   前記処理液を第１温度に加熱する第１ヒータを備え、該処理液を循環させる第１循環経路と、
   前記第１循環経路から分岐して、少なくとも第２ヒータを含み前記処理液を第２温度に調整可能な温調手段を備えた温度調整路と、
   前記温度調整路の前記温調手段より下流から分岐して、前記基板に前記処理液を供給可能な供給配管と、
   前記基板上に吐出された前記処理液の温度情報を取得する温度情報取得手段と、
   前記温度情報に基づいて前記温調手段を制御する制御部と、
   前記第２温度と前記基板上に吐出される前記処理液の吐出温度との対応関係を記憶する記憶部を有し、
   前記制御部が、前記温度情報取得手段によって測定された前記温度情報に基づいて前記対応関係を修正することを特徴とする、
   処理液供給システム。
2. 前記温度調整路が前記温調手段を経由して前記第１循環経路に戻る、
   請求項１に記載の処理液供給システム。
3. 前記温度情報取得手段がサーモカメラである、
   請求項１または２に記載の処理液供給システム。
4. 前記温調手段が冷却器をさらに有する、
   請求項１～３のいずれか一項に記載の処理液供給システム。
5. 前記第１温度と前記第２温度の差が２０℃以内である、
   請求項１～４のいずれか一項に記載の処理液供給システム。
6. 前記制御部は、前記第２ヒータの出力が所定の値より大きい場合は、前記第１温度の設定を高く変更する、
   請求項１～５のいずれか一項に記載の処理液供給システム。
7. 前記温度調整路、前記供給配管および前記温度情報取得手段を複数有し、前記基板を処理する複数の基板処理室にそれぞれ前記処理液を供給する、
   請求項１～６のいずれか一項に記載の処理液供給システム。
8. 基板に処理液を供給するための方法であって、
   前記処理液を、第１循環経路を循環させながら、第１ヒータによって第１温度に加熱する工程と、
   前記処理液を、前記第１循環経路から分岐して温度調整路に取り入れて、温調手段によって、前記基板上に吐出される前記処理液の吐出温度が目標とする温度なるように予め設定された第２温度に調整する工程と、
   前記処理液を前記基板に供給しないときは、前記温度調整路に取り入れた前記処理液を前記第１循環経路に戻す、前記温度調整路内で循環させる、または系外に廃棄する工程と、
   前記処理液を前記基板に供給するときは、
   前記処理液を前記温度調整路の前記温調手段より下流から分岐して、前記基板に供給する工程と、
   前記基板上に吐出された前記処理液の温度情報を温度情報取得手段によって取得する工程と、
   前記温度情報に基づいて前記温調手段を制御する工程と、
   前記温度情報に基づいて前記第２温度を修正する工程と、
   を有する処理液供給方法。

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