TW201347022A - 基板處理用之藥液生成方法，基板處理用之藥液生成單元及基板處理系統 - Google Patents

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Abstract

本發明之基板處理系統包含：藥液生成單元，其生成供給至基板之藥液；及處理單元，其將藉由藥液生成單元所生成之藥液供給至基板。藥液生成單元藉由向包含TMAH(氫氧化四甲基銨)之含TMAH藥液供給包含氧氣之含氧氣體，而使含氧氣體溶解於含TMAH藥液中。

Description

基板處理用之藥液生成方法，基板處理用之藥液生成單元及基板處理系統
本發明係關於一種生成供給至基板之藥液的基板處理用之藥液生成方法及藥液生成單元。進而，本發明係關於一種具備基板處理用之藥液生成單元之基板處理系統。成為處理對象之基板例如包含：半導體晶圓、液晶顯示裝置用基板、電漿顯示器用基板、場發射顯示器(FED，Field Emission Display)用基板、光碟用基板、磁碟用基板、磁光碟用基板、光罩用基板、陶瓷基板、太陽電池用基板等。
於半導體裝置或液晶顯示裝置等之製造步驟中，使用對半導體晶圓或液晶顯示裝置用玻璃基板等基板進行處理之基板處理裝置。日本專利第4723268號公報中記載之單片式(single substrate processing type)基板處理裝置具備：脫氣單元，其降低供給至基板之藥液中之溶存氧量；及惰性氣體供給路徑，其向蓄積供給至基板之藥液之藥液槽內供給氮氣。
日本專利第4723268號公報之基板處理裝置藉由脫氣而降低藥液中之溶存氧量，以防止藉由藥液中之氧而使基板經氧化。進 而，該基板處理裝置向藥液槽內供給氮氣，以防止於藥液槽內氧氣溶解於藥液中。
然而，根據本案發明者等人之研究可知，藥液之處理能力有因向藥液槽內供給氮氣而降低之情況。因此，本發明之目的之一為提供一種可生成具有穩定之處理能力之藥液的基板處理用之藥液生成方法及藥液生成單元。進而，本發明之其他目的為提供一種可抑制於基板間之處理之不均的基板處理系統。
本發明之一實施形態係提供一種基板處理用之藥液生成方法，其藉由向包含氫氧化四甲基銨(TMAH，Tetramethylammonium Hydroxide)之含TMAH藥液供給包含氧氣之含氧氣體，而使上述含氧氣體溶解於上述含TMAH藥液中。
根據該方法，將包含氧氣之含氧氣體供給至包含TMAH之含TMAH藥液中。藉此，生成供給至基板之藥液。根據本案發明者等人之研究可知，若將包含氮氣之含氮氣體供給至含TMAH藥液中，則含TMAH藥液之處理能力(例如，每單位時間之蝕刻量)降低。另一方面，可知若將含氧氣體供給至含TMAH藥液中，則含TMAH藥液之處理能力穩定。因此，藉由使含氧氣體溶解於含TMAH藥液中，可生成處理能力穩定之基板處理用之藥液。進而，根據本案發明者等人之研究可知，若向處理能力降低之含TMAH藥液供給含氧氣體，則含TMAH藥液之處理能力提高。因此，藉由使含氧氣體溶解於含TMAH藥液中，可使含TMAH藥液之處理能力恢復。
於本發明之一實施形態中，上述基板處理用之藥液生成方法亦可包括：測定步驟，測定上述含TMAH藥液中之溶存氧濃度；氮溶解步驟，於利用上述測定步驟所測定之溶存氧濃度較既定之濃度 更高之情形時，藉由向上述含TMAH藥液供給包含氮氣之含氮氣體，而使上述含氮氣體溶解於上述含TMAH藥液中；及氧溶解步驟，於利用上述測定步驟所測定之溶存氧濃度較上述既定之濃度更低之情形時，藉由向上述含TMAH藥液供給上述含氧氣體，而使上述含氧氣體溶解於上述含TMAH藥液中。
根據該方法，供給至含TMAH藥液中之氣體根據含TMAH藥液中之溶存氧濃度進行切換。即，反饋含TMAH藥液中之溶存氧濃度，並將含氧氣體及含氮氣體中之一者供給至含TMAH藥液中。藉此，抑制含TMAH藥液中之溶存氧濃度之不均。因此，生成溶存氧濃度均勻之基板處理用之藥液。
本發明之其他實施形態提供一種基板處理用之藥液生成單元，其包含氧溶解單元，該氧溶解單元藉由向包含TMAH(氫氧化四甲基銨)之含TMAH藥液供給包含氧氣之含氧氣體，而使上述含氧氣體溶解於上述含TMAH藥液中。根據該構成，藉由使含氧氣體溶解於含TMAH藥液中，可生成處理能力穩定之基板處理用之藥液，並可使含TMAH藥液之處理能力恢復。
於本發明之其他實施形態中，上述基板處理用之藥液生成單元亦可包含：測定單元，其測定上述含TMAH藥液中之溶存氧濃度；氮溶解單元，其藉由將包含氮氣之含氮氣體供給至上述含TMAH藥液中，而使上述含氮氣體溶解於上述含TMAH藥液中；及控制裝置，其於藉由上述測定單元所測定之溶存氧濃度較既定之濃度更高之情形時，藉由控制上述氮溶解單元，而使上述含氮氣體溶解於上述含TMAH藥液中，於藉由上述測定單元測定之溶存氧濃度較上述既定之濃度更低之情形時，藉由控制上述氧溶解單元，而使上述含氧氣體溶解於上 述含TMAH藥液中。根據該構成，反饋含TMAH藥液中之溶存氧濃度，並將含氧氣體及含氮氣體中之一者供給至含TMAH藥液中。藉此，抑制含TMAH藥液中之溶存氧濃度之不均。因此，生成溶存氧濃度均勻之基板處理用之藥液。
本發明之進而其他實施形態提供一種基板處理系統，其包含：上述藥液生成單元；及處理單元，其將藉由上述藥液生成單元所生成之上述含TMAH藥液供給至基板。根據該構成，將溶存氧濃度經調整之含TMAH藥液供給至基板。因此，可抑制於基板間之處理之不均。
本發明之上述之或進而其他目的、特徵及效果根據參照隨附圖式於以下所述之實施形態之說明而明確。
1、201‧‧‧基板處理系統
2‧‧‧處理單元
3、203‧‧‧藥液供給單元
4‧‧‧控制裝置
5‧‧‧腔室
6‧‧‧旋轉夾頭
7‧‧‧遮斷板
8‧‧‧護罩
9‧‧‧第1藥液噴嘴
10‧‧‧第2藥液噴嘴
11‧‧‧第1淋洗液噴嘴
12‧‧‧第2淋洗液噴嘴
14‧‧‧第2藥液閥
15‧‧‧第2藥液管
16‧‧‧第1淋洗液閥
17‧‧‧第1淋洗液管
18‧‧‧第2淋洗液閥
19‧‧‧第2淋洗液管
20‧‧‧槽
21‧‧‧第1藥液管
22‧‧‧送液泵
23‧‧‧第1藥液閥
24‧‧‧循環管
25‧‧‧循環閥
26‧‧‧補充管
27、227‧‧‧氮濃度調整單元
28、228‧‧‧氧濃度調整單元
29‧‧‧溶存量感測器
30、246‧‧‧氣體管
31‧‧‧流量調整閥
32‧‧‧起泡管
33‧‧‧沖洗管
34‧‧‧溶解促進單元
35‧‧‧噴水單元
36‧‧‧翼單元
37‧‧‧噴射噴嘴
38‧‧‧引導管
39‧‧‧促進泵
40‧‧‧平台
242‧‧‧混合單元
243‧‧‧溶解單元
244‧‧‧半透膜
245‧‧‧靜態混合器
247‧‧‧管
248‧‧‧攪拌翼
249‧‧‧半透膜單元
250‧‧‧外罩
251‧‧‧中空纖維膜
W‧‧‧基板
X1‧‧‧循環路徑
圖1係本發明之第1實施形態之基板處理系統之模式圖。
圖2係表示調整TMAH中之溶存氧濃度時之流程之一例之圖。
圖3係表示依序將氮氣及乾空氣供給至槽內時之TMAH中之溶存氧濃度之推移的圖表。
圖4係表示向槽內供給氮氣之情形時之蝕刻速率之推移的圖表。
圖5係表示向槽內供給二氧化碳之情形時之蝕刻速率之推移的圖表。
圖6係表示向槽內供給乾空氣之情形時之蝕刻速率之推移的圖表。
圖7係表示向因供給氮氣而處理能力降低之TMAH供給乾空氣時之TMAH之處理能力之變化的圖表。
圖8係本發明之第2實施形態之基板處理系統之模式圖。
圖9A係混合單元之模式圖。
圖9B係溶解單元之模式圖。
圖10A係表示溶解促進單元之構成之一例之模式圖。
圖10B係表示溶解促進單元之構成之其他例之模式圖。
圖1係本發明之第1實施形態之基板處理系統1之模式圖。圖2係表示調整TMAH中之溶存氧濃度時之流程之一例之圖。
如圖1所示，基板處理系統1包含：處理單元2，其使用藥液或淋洗液等處理液對基板W進行處理；作為藥液生成單元之藥液供給單元3，其將作為藥液之一例之TMAH供給至處理單元2；及控制裝置4，其控制基板處理系統1所具備之裝置及閥之開關。
處理單元2及藥液供給單元3可為共同之裝置之一部分，亦可為相互獨立之單元(相互獨立並可移動之單元)。即，基板處理系統1可具備包含處理單元2及藥液供給單元3之基板處理裝置，亦可具備包含處理單元2之基板處理裝置、及配置於自基板處理裝置分離之位置之藥液供給單元3。
又，處理單元2可為對一片片基板W進行處理之單片式單元，亦可為對數片基板W批次進行處理之批次式單元。圖1表示處理單元2為單片式單元之例。利用處理單元2進行之處理可為向最外層形成有多晶矽膜(Poly-Si膜)等對象膜之基板W供給蝕刻液之蝕刻處理，亦可為向曝光後之基板W供給顯影液之顯影處理。當然，亦可利用處理單元2進行蝕刻處理及顯影處理以外之處理。
圖1所示之處理單元2包含：箱形之腔室5；旋轉夾頭6，其於腔室5內將基板W保持為水平並繞通過基板W之中心之鉛錘 之軸線使基板W旋轉；及處理液噴嘴9~12，其將藥液或淋洗液等處理液朝向基板W吐出。進而，處理單元2包含：圓板狀之遮斷板7，其水平地配置於旋轉夾頭6之上方；升降單元(未圖示)，其使遮斷板7升降；及筒狀之護罩8，其包圍旋轉夾頭6。處理液噴嘴9~12包含：2個藥液噴嘴(第1藥液噴嘴9及第2藥液噴嘴10)，其朝向基板W之上表面吐出藥液；及2個淋洗液噴嘴(第1淋洗液噴嘴11及第2淋洗液噴嘴12)，其朝向基板W之上表面吐出淋洗液。第2淋洗液噴嘴12沿著遮斷板7之中心軸線於上下方向上延伸，於第2淋洗液噴嘴12之下端部設置有自遮斷板7之下表面中央部向下方吐出淋洗液之吐出口。
如圖1所示，第1藥液噴嘴9與藥液供給單元3連接。第2藥液噴嘴10與介裝有第2藥液閥14之第2藥液管15連接。第1淋洗液噴嘴11與介裝有第1淋洗液閥16之第1淋洗液管17連接。第2淋洗液噴嘴12與介裝有第2淋洗液閥18之第2淋洗液管19連接。向第1藥液噴嘴9供給作為藥液之一例之TMAH(水溶液)，向第2藥液噴嘴10供給作為藥液之一例之氫氟酸。向第1淋洗液噴嘴11及第2淋洗液噴嘴12供給作為淋洗液之一例之純水(去離子水：Deionzied Water)。
TMAH為有機鹼之一例。TMAH亦為蝕刻液及顯影液之一例。供給至第1藥液噴嘴9之TMAH可包含界面活性劑，亦可不包含界面活性劑。又，供給至第2藥液噴嘴10之藥液並不限於氫氟酸，亦可為包含硫酸、乙酸、硝酸、鹽酸、氫氟酸、氨水、過氧化氫水、有機酸(例如檸檬酸、草酸等)、有機鹼、界面活性劑、防腐蝕劑中之至少一者之液體。供給至第1淋洗液噴嘴11之淋洗液並不限於純水，亦可為碳酸水、電解離子水、氫水、臭氧水、及稀釋濃度(例如10~100ppm 左右)之鹽酸水中之任一者。關於供給至第2淋洗液噴嘴12之淋洗液亦相同。
於處理單元2中，進行例如依序將氫氟酸、純水、TMAH、及純水供給至基板W之整個上表面之蝕刻處理。具體而言，控制裝置4一面藉由旋轉夾頭6使基板W保持為水平一面使該基板W繞鉛錘之軸線旋轉。於該狀態下，控制裝置4打開第2藥液閥14，使氫氟酸自第2藥液噴嘴10朝向基板W之上表面吐出。供給至基板W之氫氟酸藉由基板W之旋轉之離心力於基板W上向外側擴展，自基板W之上表面周緣部排出至基板W之周圍。控制裝置4使自第2藥液噴嘴10之氫氟酸之吐出停止後，藉由開關第1淋洗液閥16，而使純水自第1淋洗液噴嘴11朝向旋轉狀態之基板W之上表面吐出。藉此，基板W上之氫氟酸藉由純水沖洗。
其次，控制裝置4藉由控制藥液供給單元3，而使TMAH自第1藥液噴嘴9朝向旋轉狀態之基板W之上表面吐出。其後，控制裝置4藉由控制升降單元，而使遮斷板7之下表面接近於基板W之上表面。於該狀態下，控制裝置4藉由開關第2淋洗液閥18，而使純水自第2淋洗液噴嘴12朝向旋轉狀態之基板W之上表面吐出。繼而，控制裝置4藉由控制升降單元，而進一步使遮斷板7之下表面接近於基板W之上表面。於該狀態下，控制裝置4藉由旋轉夾頭6而使基板W高速旋轉，藉此使基板W乾燥。以上述方式，進行對基板W之一連串之處理。
如圖1所示，藥液供給單元3包含：槽20，其蓄積TMAH；第1藥液管21，其將槽20內之TMAH引導至處理單元2(第1藥液噴嘴9)中；送液泵22，其將槽20內之TMAH輸送至第1藥液 管21中；及第1藥液閥23，其開關第1藥液管21之內部。進而，藥液供給單元3包含：循環管24，其於較第1藥液閥23更上游側(槽20側)連接第1藥液管21與槽20；循環閥25，其開關循環管24之內部；及補充管26，其於槽20內之液量低於既定量時將來自藥液供給源之TMAH補充至槽20。
於將槽20內之TMAH供給至處理單元2時，第1藥液閥23打開，循環閥25關閉。於該狀態下，將藉由送液泵22而自槽20輸送至第1藥液管21中之TMAH供給至處理單元2。另一方面，於停止向處理單元2供給TMAH之狀態下，第1藥液閥23關閉，循環閥25打開。於該狀態下，藉由送液泵22而自槽20輸送至第1藥液管21中之TMAH通過循環管24返回至槽20內。因此，停止向處理單元2供給TMAH之供給停止中，TMAH在由槽20、第1藥液管21、及循環管24形成之循環路徑X1上持續循環。於循環路徑X1(循環線)上，配置有未圖示之溫度調節機構(加熱機構或冷卻機構)，藉由該溫度調節機構而調節供給至處理單元2中之TMAH之溫度。
如圖1所示，藥液供給單元3包含：氮溶解單元27，其藉由於槽20內使氮氣溶解於TMAH中，而使TMAH中之溶存氮濃度上升；氧溶解單元28，其藉由於槽20內使氧氣溶解於TMAH中，而使TMAH中之溶存氧濃度上升；及溶存氣體感測器29，其檢測TMAH中之溶存氧濃度。溶存氣體感測器29可為測定於第1藥液管21等配管內流動之TMAH中之溶存氧濃度之感測器，亦可為測定蓄積於槽20內之TMAH中之溶存氧濃度之感測器。
氮溶解單元27藉由將包含氮氣之含氮氣體供給至TMAH中，而使氮氣溶解於TMAH中。氧溶解單元28藉由將包含氧 氣之含氧氣體供給至TMAH中，而使氧氣溶解於TMAH中。含氮氣體可為氮氣，亦可為氮氣與氮氣以外之氣體之混合氣體。同樣，含氧氣體可為氧濃度為100%之氧氣，亦可為氧氣與氧氣以外之氣體之混合氣體。以下對含氮氣體為作為惰性氣體之一例之氮氣，含氧氣體為以大約8對2之比例包含氮及氧之乾空氣(乾燥之潔淨空氣：cleaned dry air)之例進行說明。又，含氧氣體及含氮氣體中之任一者均可，於無論氣體之種類之情形時，簡稱為「氣體」。
如圖1所示，氮溶解單元27包含：氣體管30，其於槽20內吐出氮氣；及流量調整閥31，其變更自氣體管30吐出之氣體之流量。同樣，氧溶解單元28包含：氣體管30，其於槽20內吐出乾空氣；及流量調整閥31，其變更自氣體管30吐出之氣體之流量。氣體管30亦可為藉由自配置於TMAH中(液中)之吐出口吐出氣體，而使TMAH中產生氣泡之起泡管32。又，氣體管30亦可為藉由於槽20內自配置於液面之上方之吐出口吐出氣體，而使槽20內之氣體排出至未圖示之排氣管之沖洗管33。圖1表示於氮溶解單元27及氧溶解單元28各自中具備起泡管32及沖洗管33之例。
控制裝置4藉由氮溶解單元27及氧溶解單元28，而以對應於流量調整閥31之開度之流量，使氮氣及乾空氣中之至少一者供給至槽20內，藉此將TMAH中之溶存氧濃度調整為一定濃度。具體而言，控制裝置4使TMAH中之溶存氧濃度上升或降低，並維持為一定濃度。控制裝置4藉由控制流量調整閥31之開度，而調整向槽20內供給氮氣之流量。同樣，控制裝置4藉由控制流量調整閥31之開度，而調整向槽20內供給乾空氣之流量。
向槽20內供給氣體(氮氣及乾空氣中之至少一者)可於 自藥液供給單元3向處理單元2供給TMAH時(藥液供給中)進行，亦可於停止自藥液供給單元3向處理單元2供給TMAH時(供給停止中)進行，亦可於藥液供給中及供給停止中進行。例如，向槽20內供給乾空氣亦可於藥液供給中及供給停止中之整個期間進行。又，亦可交替地將氮氣及乾空氣供給至槽20內。供給至槽20內之氣體經由未圖示之排氣管線排出至槽20之外部。
如圖1所示，溶存氣體感測器29檢測TMAH中之溶存氧濃度。溶存氣體感測器29之檢測值輸入至控制裝置4。控制裝置4亦可基於溶存氣體感測器29之檢測值，控制向TMAH供給氮氣及乾空氣。具體而言，如圖2所示，若藉由溶存氣體感測器29測定TMAH中之溶存氧濃度(步驟S1)，則控制裝置4基於溶存氣體感測器29之檢測值，判斷所測定之溶存氧濃度與既定之濃度是否一致(步驟S2)。於所測定之溶存氧濃度為既定之濃度之情形(於S2為是之情形)時，控制裝置4一定地維持向槽20內供給氣體之狀態(步驟S3)。
另一方面，於溶存氧濃度較既定之濃度更高之情形(於S2為否(高)之情形)時，控制裝置4藉由氮溶解單元27，而使氮氣供給至槽20內(步驟S4)。藉此，TMAH中之溶存氧濃度降低至既定之濃度。與此相反，於溶存氧濃度較既定之濃度更低之情形(於S2為否(低)之情形)時，控制裝置4藉由氧溶解單元28，而使乾空氣供給至槽20內(步驟S5)。藉此，TMAH中之溶存氧濃度上升至既定之濃度。繼而，再次藉由溶存氣體感測器29測定TMAH中之溶存氧濃度(返回至步驟S1)。以上述方式，TMAH中之溶存氧濃度得以調整為最佳之濃度。
圖3係表示依序將氮氣及乾空氣供給至槽20內時之TMAH中之溶存氧濃度之推移的圖表。圖4係表示向槽20內供給氮氣 之情形時之蝕刻速率(每單位時間之蝕刻量)之推移的圖表。圖5係表示向槽20內供給二氧化碳之情形時之蝕刻速率之推移的圖表。圖6係表示向槽20內供給乾空氣之情形時之蝕刻速率之推移的圖表。圖7係表示向因供給氮氣而處理能力(蝕刻速率)降低之TMAH供給乾空氣時之TMAH之處理能力之變化的圖表。
圖4表示一面將氮氣供給至槽20內，一面空出既定之時間間隔對數片基板W進行處理時之測定值。圖5表示一面將二氧化碳供給至槽20內，一面空出既定之時間間隔對數片基板W進行處理時之測定值。圖6表示一面將乾空氣供給至槽20內，一面空出既定之時間間隔對數片基板W進行處理時之測定值。
如圖3所示，若開始向TMAH供給氮氣，則TMAH中之溶存氧濃度急遽地減少之後，穩定於較供給氮氣前更低之值(0附近)。其後，若將供給至TMAH之氣體變更為乾空氣，則TMAH中之溶存氧濃度急遽地上升至較供給乾空氣前更高之值之後，穩定於較供給氮氣前更高之值。關於TMAH之pH值(氫離子指數)，於將任一氣體供給至TMAH時，均大約穩定於一定值。
如圖4所示，若使氮氣溶解於TMAH中，則蝕刻速率逐漸地降低。如圖5所示，若使二氧化碳溶解於TMAH中，則以較使氮氣溶解於TMAH中時更大之比例，蝕刻速率逐漸地降低。認為因供給二氧化碳，而蝕刻速率急遽地降低之原因如下所述。
即，若將包含羥基(OH-)之TMAH供給至包含矽(Si)之基板W，則藉由「Si+4OH-→Si(OH)4」之反應，蝕刻矽。即，羥基有助於矽之蝕刻。另一方面，若將二氧化碳供給至TMAH(水溶液)，則藉由「CO2+H2O→H++HCO3 -」之反應，而使氫離子(H+)增加。TMAH 中所包含之羥基與該氫離子鍵結而變化為H2O。因此，認為因供給二氧化碳而蝕刻速率急遽地降低。
另一方面，如圖6所示，若使乾空氣溶解於TMAH中，則蝕刻速率幾乎不變化。又，如圖7所示，若使乾空氣溶解於因供給氮氣而處理能力(蝕刻速率)降低之TMAH中，則TMAH之處理能力恢復。
乾空氣由約80%之氮氣、及約20%之氧氣構成，於包含氧氣方面而言，與氮氣不同。因此，認為TMAH之處理能力之穩定或恢復由氧帶來。進而，就圖5所示之測定結果而言，較佳為供給至TMAH中之氣體之二氧化碳之濃度較低者。即，較佳為作為藉由溶解於水中而產生氫離子(H+)之酸性氣體之一例的二氧化碳之濃度較低者。雖然乾空氣包含二氧化碳，但其濃度為0.0390 vol%，極低。
如上所述，於第1實施形態中，將作為包含氧氣之含氧氣體之一例的乾空氣供給至包含TMAH之含TMAH藥液中。藉此，生成藥液，並供給至基板W。因此，基板處理系統1可以穩定之蝕刻速率對基板W進行處理。進而，基板處理系統1可藉由使含氧氣體溶解於含TMAH藥液中，而使含TMAH藥液之處理能力恢復。
[第2實施形態]
其次，對本發明之第2實施形態進行說明。於以下之圖8~圖9B中，對與上述之圖1~圖7所示之各部分同等之構成部分，附加與圖1等相同之參照符號而省略其說明。
圖8係本發明之第2實施形態之基板處理系統201之模式圖。圖9A係混合單元242之模式圖。圖9B係溶解單元243之模式 圖。
如圖8所示，第2實施形態之基板處理系統201包含：處理單元2，其使用藥液或淋洗液等處理液對基板W進行處理；藥液供給單元203，其將作為藥液之一例之TMAH供給至處理單元2中；及控制裝置4，其控制基板處理系統201所具備之裝置及閥之開關。控制裝置4以與第1實施形態相同之方式，藉由控制藥液供給單元203，而將溶存氧濃度經調整之TMAH供給至處理單元2中。
如圖8所示，第2實施形態之藥液供給單元203除氮溶解單元及氧溶解單元以外，具備與第1實施形態之藥液供給單元3相同之構成。即，第2實施形態之藥液供給單元203代替第1實施形態之氮溶解單元27及氧溶解單元28，包含：氮溶解單元227，其藉由於與槽20連接之連接管(第1藥液管21、循環管24、及補充管26中之至少一者)內使氮氣溶解於TMAH中，而使TMAH中之溶存氮濃度上升；及氧溶解單元228，其藉由於連接管內使氧氣溶解於TMAH中，而使TMAH中之溶存氧濃度上升。
氮溶解單元227可於較第1藥液管21與循環管24之連接位置更上游側(槽20側)介裝於第1藥液管21中，亦可介裝於循環管24中。即，氮溶解單元227亦可介裝於循環路徑X1中。又，氮溶解單元227可於較第1藥液管21與循環管24之連接位置更下游側介裝於第1藥液管21中，亦可介裝於補充管26中。即，氮溶解單元227亦可介裝於循環路徑X1以外之路徑(非循環路徑)中。與氮溶解單元227相同，氧溶解單元228亦可介裝於第1藥液管21、循環路徑X1、及補充管26中之任一者中。圖8表示3個氮溶解單元227分別介裝於第1藥液管21、循環路徑X1、及補充管26中，3個氧溶解單元228分別 介裝於第1藥液管21、循環路徑X1、及補充管26中之例。
氮溶解單元227可為混合TMAH與氮氣之混合單元242(參照圖9A)，亦可為使用僅使氣體穿透之半透膜244使氮氣溶解於TMAH中之溶解單元243(參照圖9B)。同樣，氧溶解單元228可為混合TMAH與氧氣之混合單元242，亦可為使用僅使氣體穿透之半透膜244使氧氣溶解於TMAH中之溶解單元243。
如圖9A所示，混合單元242包含：靜態混合器245，其介裝於連接管；及氣體管246，其將氣體(氮氣或乾空氣)供給至靜態混合器245中。靜態混合器245包含：管247，其介裝於連接管；及攪拌翼248，其配置於管247內，繞著液體之流通方向延伸之軸線彎曲。氣體管246可與管247連接，亦可於較管247更上游側與連接管連接。若將來自連接管之TMAH、與來自氣體管246之氣體供給至管247內，則TMAH及氣體之混合流體沿著攪拌翼248流動。在此期間，重複混合流體之旋轉及解偶，於管247內均勻地混合TMAH及氣體。藉此，氣體溶解於TMAH中，TMAH中之溶存氮濃度或溶存氧濃度上升。
如圖9B所示，溶解單元243包含：半透膜單元249，其介裝於連接管；及氣體管246，其將氣體(氮氣或乾空氣)供給至半透膜單元249。半透膜單元249包含：筒狀之外罩250，其介裝於連接管；及數個中空纖維膜251，其配置於外罩250內。中空纖維膜251為由僅使氣體穿透之半透膜244形成之筒狀且絲狀之膜。自連接管供給至半透膜單元249之TMAH通過數個中空纖維膜251之內部之後，自半透膜單元249排出至連接管。氣體管246與外罩250連接。來自氣體管246之氣體於中空纖維膜251之周圍供給至外罩250之內部。因此，外罩250之內部藉由氣體得以加壓，氣體穿透中空纖維膜251。藉此，氣 體溶解於中空纖維膜251內之TMAH中，TMAH中之溶存氮濃度或溶存氧濃度上升。
[其他實施形態]
本發明之第1及第2實施形態之說明為以上所述，本發明並不限定於第1及第2實施形態之內容，可於申請專利範圍記載之範圍內進行各種變更。
例如，氮溶解單元27、227如圖10A及圖10B所示，亦可包含溶解促進單元34，其藉由增加於槽20內之TMAH與氮氣之接觸時間，而使TMAH中之溶存氮量增加。同樣，氧溶解單元28、228亦可包含溶解促進單元34，其藉由增加於槽20內之TMAH與氧氣之接觸時間，而使TMAH中之溶存氣體量增加。於該情形時，溶解促進單元34可包含噴水單元35(參照圖10A)，其於槽20內朝上噴射TMAH，亦可包含翼單元36(參照圖10B)，亦可包含噴水單元35及翼單元36兩者。
圖10A係表示溶解促進單元34之構成之一例之模式圖。如圖10A所示，噴水單元35包含：噴射噴嘴37，其藉由於槽20內朝上噴射TMAH，而使TMAH移動至較液面更上方；引導管38，其將槽20內之TMAH引導至噴射噴嘴37；及泵39，其通過引導管38將槽20內之TMAH輸送至噴射噴嘴37。
圖10B係表示溶解促進單元34之構成之其他例之模式圖。如圖10B所示，翼單元36包含：1個以上之平台40，其配置於槽20內；引導管38，其將槽20內之TMAH引導至平台40；及泵39，其通過引導管38將槽20內之TMAH輸送至平台40。各平台40可為 保持為水平之狀態之平板，亦可為朝上打開之托盤。圖10B表示翼單元36包含作為數個托盤之數個平台40之例。數個平台40於上下空出間隔並於水平之狀態下保持。槽20內之TMAH自引導管38朝向最上方之平台40吐出。除最上方以外之其他平台40配置於自其上側之平台40溢出之TMAH落下之位置。
又，第1及第2實施形態對氮溶解單元及氧溶解單元兩者設置於藥液供給單元之情形進行說明。但是，於無需向含TMAH藥液供給含氮氣體之情形時，亦可僅將氧溶解單元設置於藥液供給單元。
又，第1及第2實施形態對溶存氣體感測器設置於藥液供給單元之情形進行說明。但是，於不進行含TMAH藥液中之溶存氧濃度之測定之情形時，藥液供給單元亦可不具備溶存氣體感測器。
雖然對本發明之實施形態詳細地進行說明，但該等僅為用以明確本發明之技術性內容之具體例，本發明不應限定於該等具體例而解釋，本發明之精神及範圍僅由隨附之申請專利範圍限定。
該申請對應於2012年5月15日日本專利廳提出之日本專利特願2012-111758號與2013年2月13日日本專利廳提出之日本專利特願2013-025312號，將該申請之所有揭示藉由引用併入本文中。
1‧‧‧基板處理系統
2‧‧‧處理單元
3‧‧‧藥液供給單元
4‧‧‧控制裝置
5‧‧‧腔室
6‧‧‧旋轉夾頭
7‧‧‧遮斷板
8‧‧‧護罩
9‧‧‧第1藥液噴嘴
10‧‧‧第2藥液噴嘴
11‧‧‧第1淋洗液噴嘴
12‧‧‧第2淋洗液噴嘴
14‧‧‧第2藥液閥
15‧‧‧第2藥液管
16‧‧‧第1淋洗液閥
17‧‧‧第1淋洗液管
18‧‧‧第2淋洗液閥
19‧‧‧第2淋洗液管
20‧‧‧槽
21‧‧‧第1藥液管
22‧‧‧送液泵
23‧‧‧第1藥液閥
24‧‧‧循環管
25‧‧‧循環閥
26‧‧‧補充管
27‧‧‧氮濃度調整單元
28‧‧‧氧濃度調整單元
29‧‧‧溶存量感測器
30‧‧‧氣體管
31‧‧‧流量調整閥
32‧‧‧起泡管
33‧‧‧沖洗管
W‧‧‧基板
X1‧‧‧循環路徑

Claims (7)

  1. 一種基板處理用之藥液生成方法，其係藉由向包含TMAH(氫氧化四甲基銨)之含TMAH藥液供給包含氧氣之含氧氣體，而使上述含氧氣體溶解於上述含TMAH藥液中。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理用之藥液生成方法，其中，上述含氧氣體為氧氣或經乾燥之潔淨空氣。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之基板處理用之藥液生成方法，其包括：測定步驟，係測定上述含TMAH藥液中之溶存氧濃度；氮溶解步驟，係於利用上述測定步驟所測定之溶存氧濃度較既定之濃度更高之情形時，藉由向上述含TMAH藥液供給包含氮氣之含氮氣體，而使上述含氮氣體溶解於上述含TMAH藥液中；及氧溶解步驟，係於利用上述測定步驟所測定之溶存氧濃度較上述既定之濃度更低之情形時，藉由向上述含TMAH藥液供給上述含氧氣體，而使上述含氧氣體溶解於上述含TMAH藥液中。
  4. 一種基板處理用之藥液生成單元，其包含氧溶解單元，該氧溶解單元係藉由向包含TMAH(氫氧化四甲基銨)之含TMAH藥液中供給包含氧氣之含氧氣體，而使上述含氧氣體溶解於上述含TMAH藥液中。
  5. 如申請專利範圍第4項之基板處理用之藥液生成單元，其中，上述含氧氣體為氧氣或經乾燥之潔淨空氣。
  6. 如申請專利範圍第4或5項之基板處理用之藥液生成單元，其包含：測定單元，其測定上述含TMAH藥液中之溶存氧濃度；氮溶解單元，其藉由將包含氮氣之含氮氣體供給至上述含TMAH藥液中，而使上述含氮氣體溶解於上述含TMAH藥液中；及 控制裝置，其於藉由上述測定單元所測定之溶存氧濃度較既定之濃度更高之情形時，藉由控制上述氮溶解單元，而使上述含氮氣體溶解於上述含TMAH藥液中，於藉由上述測定單元所測定之溶存氧濃度較上述既定之濃度更低之情形時，藉由控制上述氧溶解單元，而使上述含氧氣體溶解於上述含TMAH藥液中。
  7. 一種基板處理系統，其包含：申請專利範圍第4或5項之藥液生成單元；及處理單元，其將藉由上述藥液生成單元所生成之上述含TMAH藥液供給至基板。
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