TW202042916A - 基板處理裝置及基板處理方法 - Google Patents

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岸田拓也
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日商斯庫林集團股份有限公司
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Abstract

本發明之基板處理裝置具備有：內槽(341)；外槽(343)，其被設於內槽(341)之外周部；第1配管(50)，其連接內槽(341)與外槽(343)；加熱器(52)，其對通過於第1配管(50)的磷酸水溶液加熱；開閉閥(513)，其被設於第1配管(50)中的加熱器(52)與內槽(341)之間；第2配管(60)，其連接配管部與外槽(343)，該配管部位於第1配管(50)中的加熱器(52)與內槽(341)之間；及開閉閥(61)，其被設於第2配管(60)。

Description

基板處理裝置及基板處理方法
本發明係關於基板處理裝置及基板處理方法。特別是關於使基板浸漬於被貯存在槽中的處理液而進行處理之技術。處理對象的基板中例如包含有半導體基板、液晶顯示裝置及有機EL(Electroluminescence，電致發光)顯示裝置等之FPD(Flat Panel Display，平板顯示器)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、印刷電路基板等。
於半導體裝置之製造步驟中，有進行所謂之濕式蝕刻之情況，該濕式蝕刻係將半導體晶圓浸漬於被貯存在處理槽的磷酸水溶液，而對形成在基板表面的氮化矽膜進行蝕刻。進行如此之濕式蝕刻的基板處理裝置例如被記載於專利文獻1。
專利文獻1之基板處理裝置具備有貯存基板所被浸漬之磷酸水溶液的內槽、回收自內槽之上部所溢流之磷酸水溶液的外槽、及連接外槽與內槽的循環配管。於循環配管被設有循環泵、加熱器及過濾器。循環配管對自外槽所汲取的磷酸水溶液進行加熱及過濾，並使其返回至內槽。藉由設有循環配管，而將基板所被浸漬的內槽之磷酸水溶液之溫度保持在所期望之溫度，並且對因蝕刻 而析出的異物進行過濾。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2013-021066號公報
然而，於習知技術之情況下，存在有因磷酸水溶液返回至內槽，而在內槽中磷酸水溶液之流動產生不均勻的可能性。如此，當在內槽中產生不均勻之流動時，在磷酸水溶液中，存在有磷酸濃度或自基板所溶出的矽濃度產生不均之虞，藉此，存在有基板之蝕刻量在面內不均之虞。
於此，本發明之目的在於提供一種減低在處理槽內的基板處理之面內不均的技術。
為了解決上述課題，第1態樣係一種處理基板之基板處理裝置，其具備有：有底筒狀的內槽，其於上部具有第1開口；有底筒狀的外槽，其設於上述內槽之外周部，而於上部具有第2開口；第1配管，其連接上述內槽之內部與上述外槽之內部；泵，其被設於上述第1配管，而自上述外槽朝向上述內槽輸送處理液；加熱器，其被設於上述第1配管，對通過上述第1配管的上述處理液加熱；第2配管，其連接配管部與上述外槽，該配管部位於上述第1配管中的上述加熱器與上述內槽之間；及第2配管用閥，其被設於上述第2配管，變更通過上述第2配管的上述處理液之流量。
第2態樣係於第1態樣之基板處理裝置中，上述第1配管之一端連接於上述內槽之底部。
第3態樣係於第1態樣或第2態樣之基板處理裝置中，進而具備有：第1配管用閥，其被設於上述第1配管中的上述加熱器與上述內槽之間，變更通過上述第1配管的上述處理液之流量；上述第1配管用閥被設於上述第1配管中的連繫上述第2配管的部分與上述內槽之間。
第4態樣係於第3態樣之基板處理裝置中，進而具備有：控制部，其連接於上述第1配管用閥及上述第2配管用閥，而控制上述第1配管用閥及上述第2配管用閥。
第5態樣係於第4態樣之基板處理裝置中，上述控制部執行第1循環控制處理與第2循環控制處理，該第1循環控制處理開啟上述第1配管用閥且關閉上述第2配管用閥，該第2循環控制處理開啟上述第1配管用閥及上述第2配管用閥。
第6態樣係於第3態樣至第5態樣中任一項之基板處理裝置中，上述第1配管包含有旁通配管，該旁通配管係自分歧部分歧而連繫上述內槽，該分歧部位於在上述第1配管中的上述加熱器與上述第1配管用閥之間，進而具備有：旁通配管用閥，其被設於上述旁通配管，變更通過上述旁通配管的上述處理液之流量；上述第2配管連接於上述旁通配管中的上述分歧部與上述旁通配管用閥之間。
第7態樣係於第1態樣至第6態樣中任一項之基板處理裝置中，上述第2配管通過上述第2開口而連接於上述外槽之內部。
第8態樣係在第1態樣至第7態樣中任一項之基板處理裝置處理基板之基板處理方法，其包含有如下步驟：a)將基板浸漬於被貯存在上述內槽的上述處理液之步驟；b)於上述步驟a)中，使通過上述第1配管的上述處理液返回至上述內槽，且使通過上述第1配管的上述處理液通過上述第2配管而返回至上述外槽之步驟；及c)於上述步驟b)中，加熱通過上述第1配管的上述處理液之步驟。
根據第1態樣之基板處理裝置，可形成藉由第1配管使自內槽所溢出而移動至外槽的處理液返回至內槽的循環流。此外，藉由開啟第2配管用閥，而可使處理液自第1配管朝第2配管移動，並返回至外槽。藉此，可減少返回至內槽的處理液之量，因此可減低在內槽中的處理液之流動。因此，可減低在基板處理中的面內不均。
根據第2態樣之基板處理裝置，可使處理液返回至內槽之底部。藉此，可減低因處理液循環所致之在內槽中的處理液之流動。
根據第3態樣之基板處理裝置，可藉由第1配管用閥而控制處理液自第1配管朝內槽之流通、及處理液自第1配管朝第2配管之流通。
根據第4態樣之基板處理裝置，可藉由控制部而控制第1配管用閥及第2配管用閥之動作。
根據第5態樣之基板處理裝置，藉由控制部執行第1循環控制處理，而可使處理液通過第1配管而自外槽朝內槽移動。此外，藉由控制部執行第2循環控制處理，而可使處理液通過第1 配管而自外槽朝內槽移動，且可使處理液通過第1配管及自第1配管所分歧而延伸的第2配管而自外槽朝外槽移動。因此，可使自外槽朝內槽移動的處理液之量變小。
根據第6態樣之基板處理裝置，藉由關閉第1配管用閥，並開啟第2配管用閥及旁通配管用閥，而可使朝內槽返回的處理液之一部分朝第2配管移動，並導引至外槽。藉此，可減低流入至內槽的處理液之量。
根據第7態樣之基板處理裝置，可藉由第2配管而使處理液自外槽之上側返回。
根據第8態樣之基板處理方法，可形成藉由第1配管使自內槽所溢出而移動至外槽的處理液返回至內槽的循環流。此外，藉由開啟第2配管用閥，而可使處理液自第1配管朝第2配管移動，並返回至外槽。藉此，可減少返回至內槽的處理液之量，因此可減低在內槽中的處理液之流動。因此，可減低在基板處理中的面內不均。
1:蝕刻處理裝置
2:載體搬入搬出部
3:批量形成部
4:批量載置部
5:批量搬送部
6:批量處理部
7:控制部
9:載體
10:載體平台
11:載體搬送機構
12、13:載體庫存區
14:載體載置台
15:基板搬送機構
16:批量載置台
17:搬入側批量載置台
18:搬出側批量載置台
19:批量搬送機構
20:導軌
21:移動體
22:基板保持體
23:乾燥處理裝置
24:基板保持體洗淨處理裝置
25:洗淨處理裝置
27:處理槽
28:基板升降機構
29:處理槽
30、31、34、35:處理槽
32、33、36、37:基板升降機構
39:液體處理部
40:磷酸水溶液供給部
41:純水供給部
42:矽供給部
43:磷酸水溶液供給部
50:第1配管
51:泵
52:加熱器
53:過濾器
55:旁通配管
57、61、511、513:開閉閥
58:流量控制閥
59:流量檢測器
60:第2配管
90:廢棄配管
91、95:廢棄閥
93:冷卻槽
100:基板液體處理裝置
341:內槽
341B:底部
341P:第1開口
343:外槽
343P:第2開口
401:供給配管
403:流量檢測器
405:流量控制閥
407:開閉閥
411:供給配管
413:流量檢測器
415:流量控制閥
417:開閉閥
421:供給配管
423:流量檢測器
425:流量控制閥
427:開閉閥
501:濃度檢測器
531:分歧部
533:連接部
601:連接部
901:濃度檢測器
Pos1:上位置
Pos2:下位置
S11:搬入步驟
S12:浸漬步驟
S13:搬出步驟
T1、T3:通常循環期間
T2:旁通循環期間
V:總量
V1、V2:流量
W:基板
圖1係表示實施形態之基板液體處理裝置100的圖。
圖2係示意性地表示蝕刻處理裝置1之構成的圖。
圖3係用以說明在蝕刻處理裝置1中的蝕刻處理時之各元件之動作狀況的時序圖。
以下，一面參照所附圖式，一面對於本發明之實施形態進行說明。再者，該實施形態所記載之構成元件僅為例示，其主 旨並非用以將本發明之範圍僅限定於該等構成元件。於圖式中，為容易理解，存在有依據需要而誇張或簡略地圖示各部分之尺寸、數量之情況。
於本案中，表示相對性或絕對性之位置關係的表現(例如「於一方向上」「沿著一方向」「平行」「正交」「中心」「同心」「同軸」等)，除非特別強調，並非僅用於嚴謹地表示該位置關係，其亦表示在公差或在可獲得相同程度之功能的範圍內對於角度或距離相對地產生位移的狀態。表示相等狀態的表現(例如「同一」「相等」「均質」等)，除非特別調，並非僅用於在定量上嚴謹地表示相等的狀態，其亦表示存在有公差或可獲得相同程度之功能之差的狀態。表示形狀的表現(例如「四角形」或「圓筒形」等)，除非特別強調，並非僅用於嚴謹地表示在幾何學上之該等形狀，亦在可獲得相同程度之功效的範圍內，表示例如具有凹凸、倒角等的形狀。「具備有」「具有」「具備」「含有」或「有」一個構成元件的表現並非為將其他構成元件之存在排除在外的排他性表現。所謂「~之上」，除非特別強調，除2個元件相接之情況以外，亦包含有2個元件相離之情況。
<實施形態>
圖1係表示實施形態之基板液體處理裝置100(基板處理裝置)的圖。在圖1中，為了說明各元件之位置關係而定義XYZ正交座標系統。X軸及Y軸係平行於水平面，Z軸係平行於鉛直方向。此外，於圖1中，將箭頭前端所朝向的方向作為+(正)方向，將其之反方向作為-(負)方向。
基板液體處理裝置100具備有載體搬入搬出部2、批量形成部3、批量載置部4、批量搬送部5、批量處理部6、控制部7。載體搬入搬出部2進行載體9之搬入及搬出，該載體9係將複數片(例如25片)矽晶圓即基板W以水平姿勢(基板W之兩主面呈平行於水平面的姿勢)而於上下(Z軸方向)並排地進行收納。
於載體搬入搬出部2設有載體平台10、載體搬送機構11、載體庫存區12、13、及載體載置台14。於載體平台10中沿著Y軸方向而載置有複數個載體9。載體搬送機構11進行載體9之搬送。載體庫存區12、13暫時地收納1個載體9。於載體載置台14載置有載體9。載體庫存區12係於利用批量處理部6進行處理前暫時地收納成為製品的基板W。載體庫存區13係於利用批量處理部6進行處理後暫時地保管成為製品的基板W。
載體搬入搬出部2利用載體搬送機構11將自外部被搬入至載體平台10的載體9搬送至載體庫存區12或載體載置台14。載體搬入搬出部2利用載體搬送機構11將被載置至載體載置台14的載體9搬送至載體庫存區13或載體平台10。被搬送至載體平台10的載體9朝外部被搬出。
批量形成部3形成由將被收納於1個或複數個載體9的複數片基板W組合而同時地被處理的片數(例如50片)之基板W所構成的批量。批量形成部3亦可於形成批量時，使在各基板W表面上形成有圖案的面彼此相互對向。此外，批量形成部3亦可於形成批量時，使各基板W之圖案形成面全部朝向一方向。
於批量形成部3設有同時地搬送複數片基板W的基板搬送機構15。基板搬送機構15具備有在基板W之搬送途中將基 板W之姿勢自水平姿勢變更為垂直姿勢(基板W之兩主面呈平行於鉛直面的姿勢)及自垂直姿勢變更為水平姿勢的機構。
批量形成部3使用基板搬送機構15而自被載置於載體載置台14的載體9將基板W搬送至批量載置部4，並將形成批量的基板W載置於批量載置部4。批量形成部3利用基板搬送機構15將被載置於批量載置部4的批量朝被載置於載體載置台14的載體9進行搬送。基板搬送機構15具有支撐處理前(利用批量搬送部5被搬送之前)之基板W的第1基板支撐部、及支撐處理後(利用批量搬送部5被搬送之後)之基板W的第2基板支撐部，而作為用以支撐複數片基板W的基板支撐部。藉由具備有第1及第2基板支撐部，而可抑制自處理前之基板W所脫落的微粒等附著於處理後之基板W的情形。
批量載置部4具備有批量載置台16，該批量載置台16用以暫時地載置批量搬送部5在批量形成部3與批量處理部6之間搬送的批量。此外，於批量載置部4設有載置處理前(利用批量搬送部5被搬送之前)之批量的搬入側批量載置台17、及載置處理後(利用批量搬送部5被搬送之後)之批量的搬出側批量載置台18。1批量份之複數片基板W係以垂直姿勢於Y軸方向並排地被載置於載置台17、18之各者。
在批量載置部4中，在批量形成部3所形成的批量係被載置於搬入側批量載置台17，且該批量藉由批量搬送部5而被搬入至批量處理部6。在批量載置部4中，藉由批量搬送部5而自批量處理部6被搬出的批量被載置於搬出側批量載置台18，且該批量被搬送至批量形成部3。
批量搬送部5在批量載置部4及批量處理部6之間或在批量處理部6之內部進行批量之搬送。於批量搬送部5設有進行批量之搬送的批量搬送機構19。批量搬送機構19包含有沿著批量載置部4與批量處理部6所配置的導軌20、一面保持複數片基板W一面沿著導軌20移動的移動體21、及使移動體21移動的馬達。於移動體21設有保持以垂直姿勢於前後並排之複數片基板W的基板保持體22。移動體21具有機構，該機構包含有使基板保持體22於Y軸方向進退的馬達等。
批量處理部6係將以垂直姿勢於Y軸方向並排的複數片基板W作為1批量而進行蝕刻、洗淨及乾燥等之處理。於批量處理部6中，朝向+X方向依序配置有乾燥處理裝置23、基板保持體洗淨處理裝置24、洗淨處理裝置25、及複數個(在本例中為2個)蝕刻處理裝置1。
乾燥處理裝置23具有處理槽27、及升降自如地被設於處理槽27的基板升降機構28。乾燥用之處理氣體(異丙醇(IPA，isopropyl alcohol)等)被供給至處理槽27。1批量份之複數片基板W係以垂直姿勢於前後並排而被保持於基板升降機構28中。乾燥處理裝置23利用基板升降機構28自批量搬送機構19之基板保持體22接取批量，並利用基板升降機構28使該批量升降，藉此，利用供給至處理槽27的乾燥用之處理氣體進行基板W之乾燥處理。此外，乾燥處理裝置23自基板升降機構28將批量接取遞交給批量搬送機構19之基板保持體22。
基板保持體洗淨處理裝置24具有處理槽29、及對該處理槽29供給洗淨用之處理液及乾燥氣體的供給機構。基板保持 體洗淨處理裝置24係於對批量搬送機構19之基板保持體22供給洗淨用之處理液之後供給乾燥氣體，藉此進行基板保持體22之洗淨處理。
洗淨處理裝置25進行基板W之洗淨處理。洗淨處理裝置25具有洗淨用之處理槽30與沖洗用之處理槽31，於各處理槽30、31升降自如地設有基板升降機構32、33。於洗淨用之處理槽30貯存有洗淨用之處理液(SC-1(氨過氧化氫水混合液)等)。於沖洗用之處理槽31貯存有沖洗用之處理液(純水等)。
各蝕刻處理裝置1進行基板W之蝕刻處理。蝕刻處理裝置1具有蝕刻用之處理槽34與沖洗用之處理槽35。於各處理槽34、35設有基板升降機構36、37。蝕刻用之處理槽34可於內部貯存蝕刻用之處理液(磷酸水溶液)。沖洗用之處理槽35可於內部貯存沖洗用之處理液(純水等)。
洗淨處理裝置25與蝕刻處理裝置1例如具有相同之構成。當對於蝕刻處理裝置1進行說明時，基板升降機構36係以垂直姿勢於前後排列地保持1個批量份之複數片基板W。在蝕刻處理裝置1中，基板升降機構36自批量搬送機構19之基板保持體22接取批量。接著，基板升降機構36使該批量下降，藉此，使批量浸漬於處理槽34之蝕刻用的處理液。藉此，進行基板W之蝕刻處理。於蝕刻處理之後，基板升降機構36使批量上升，且將該批量遞文給基板保持體22。其後，基板升降機構37自基板保持體22接取批量。接著，基板升降機構37使該批量下降，藉此使該批量浸漬於處理槽35之沖洗用的處理液。藉此，進行基板W之沖洗處理。於沖洗處理之後，基板升降機構37使批量上升，並且將該批 量接取遞交給基板保持體22。
控制部7連接於基板液體處理裝置100之各部分(載體搬入搬出部2、批量形成部3、批量載置部4、批量搬送部5、批量處理部6、蝕刻處理裝置1)，並控制該等之動作。控制部7之硬體構成例如與一般之電腦相同。即，控制部7具備有CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)(處理器)、ROM(Read-Only Memory，唯讀記憶體)、RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)(記憶體)、及固定磁碟。CPU包含有進行各種運算處理的運算電路。ROM記憶有基本程式。RAM為記憶各種資訊的揮發性之主記憶裝置。固定磁碟為記憶CPU所執行之程式或資料等的輔助記憶裝置。CPU、ROM、RAM、及固定磁碟係以匯流排線所連接。
於控制部連接有顯示圖像的顯示部、及包含有鍵盤或滑鼠等的操作部。顯示部亦可以觸控面板所構成，於該情況下，顯示部亦作為操作部而發揮功能。於控制部之匯流排線亦可連接有讀取裝置及通信部。讀取裝置自光碟、磁碟、磁光碟等之電腦可讀取之非暫時性記錄媒體進行資訊之讀取。通信部可在控制部7與其他電腦(伺服器等)之間進行資訊通信。藉由利用讀取裝置讀取記錄有程式的記錄媒體，而將該程式提供至控制部7。再者，程式亦可經由通信部而被提供至控制部7。
圖2為示意性顯示蝕刻處理裝置1之構成的圖。蝕刻處理裝置1具有將既定濃度之磷酸水溶液作為處理液而加以貯存的上述之處理槽34。處理槽34具有內槽341及外槽343。內槽341形成為具有在上部之邊緣所構成之第1開口341P的有底筒狀。外槽343被設於內槽341之外周部，而形成為具有在上部之邊緣所構 成之第2開口343P的有底筒狀。此外，外槽343形成為包圍內槽341之外周部全體的環狀。當以磷酸水溶液充滿內槽341時，多餘之磷酸水溶液自第1開口341P溢出。接著，溢出之磷酸水溶液通過第2開口343P而流入至外槽343之內部。
於外槽343之內部連接有第1配管50之一端。在本例中，第1配管50之一端係自外槽343之上方通過第2開口343P而朝下方延伸，並於外槽343之內部延伸。即，第1配管50一端之開口設於較第2開口343P更靠下方。第1配管50之另一端連接於內槽341之內部。在本例中，第1配管50之另一端連接於內槽341之底部341B(內槽341之深度方向的底面)。於第1配管50中，自上游側(外槽343側)起依序設有濃度檢測器501、泵51、開閉閥511、加熱器52、過濾器53、及開閉閥513。
濃度檢測器501對通過第1配管50的磷酸水溶液中之磷酸濃度進行檢測。濃度檢測器501例如藉由測定磷酸水溶液之對特定波長之光的吸光度而檢測出磷酸水溶液中之磷酸濃度。濃度檢測器501對自外槽343被排出的磷酸水溶液中之磷酸濃度進行檢測。濃度檢測器501被連接於控制部7，而將對應於所被檢測出之磷酸濃度的檢測信號發送至控制部7。
泵51透過第1配管50而自外槽343之內部排出磷酸水溶液，並將該磷酸水溶液輸送至內槽341之內部。加熱器52對通過第1配管50的磷酸水溶液進行加熱。過濾器53對通過第1配管50的磷酸水溶液進行過濾。藉由泵51之驅動，而使自外槽343被排出的磷酸水溶液朝內槽341移動。接著，在內槽341溢流的磷酸水溶液再次朝外槽343流出。如此，於蝕刻處理裝置1中，形成 磷酸水溶液之循環流。
開閉閥511、513例如為電動式或電磁式之閥，其對第1配管50中的處理液之流通進行開關控制。所謂「對流通進行開關控制」係指在可流通之狀態與不可流通之狀態等2個狀態間控制配管內的處理液之流通。開閉閥511、513被連接於控制部7，並藉由控制部7而控制開閉動作。
如圖2所示，基板升降機構36具備保持具(未圖示)，該保持具係以垂直地立起之姿勢且在水平方向上隔開間隔使之排列的狀態下保持複數片基板W。此外，基板升降機構36具備升降馬達(未圖示)，該升降馬達係在以該保持具保持各基板W之狀態下，在上位置Pos1與下位置Pos2之間升降。
第1配管50具有旁通配管55。在本例中，旁通配管55之一端連接於配管部的分歧部531，該配管部的分歧部531位於第1配管50中之過濾器53與開閉閥513(第1配管用閥)之間。此外，旁通配管55之另一端連接於第1配管50中的開閉閥513與內槽341之間的連接部533。即，旁通配管55係自第1配管50中的加熱器52與開閉閥513之間的分歧部531分歧，並與內槽341連繫。再者，旁通配管55之另一端亦可直接連接於內槽341(例如底部341B)。
於第1配管50之旁通配管55中，自上游側(分歧部531側)起依序設有開閉閥57、流量控制閥58、及流量檢測器59。開閉閥57及流量控制閥58被連接於控制部7，且依據來自控制部7的控制信號而運作。開閉閥57係對流通於旁通配管55的磷酸水溶液之流通進行開關控制，流量控制閥58對流通於旁通配管55的 磷酸水溶液之流量進行調整。所謂「對流量進行調整」係指至少於使處理液流通的狀態下，變更該流量。作為流量控制閥58，例如亦可採用電動式之針閥。流量檢測器59係對流通於旁通配管55的磷酸水溶液之流量進行檢測。流量檢測器59被連接於控制部7，而將對應於所被檢測出之流量的檢測信號發送至控制部7。作為流量檢測器59，例如亦可採用自配管之外側使用超音波檢測配管內之流量的超音波流量計。
蝕刻處理裝置1具備有第2配管60。第2配管60構成連接第1配管50與外槽343的配管路徑。在本例中，第2配管60之一端被連接於第1配管50之一部分即旁通配管55的路徑中途。更具體而言，第2配管60之一端經由連接部601而連接於第1配管50之的旁通配管55中的開閉閥57與分歧部531之間的配管部。第2配管60之另一端被連接於外槽343之內部。在本例中，第2配管60之另一端自外槽343之上方通過第2開口343P而朝下方延伸並延伸至外槽343之內部。
於第2配管60之路徑中途設有開閉閥61。開閉閥61被連接於控制部7，且依據來自控制部7的控制信號，而對第2配管60中的磷酸水溶液之流通進行開關控制。
在本例中，控制部7進行第1循環控制處理，該第1循環控制處理開啟開閉閥511、513，而關閉開閉閥57、61。在該第1循環控制處理中，使與自外槽343被排出的磷酸水溶液等量的磷酸水溶液返回至內槽341。
此外，在本例中，控制部7進行第2循環控制處理，該第2循環控制處理開啟開閉閥511、57、61，而關閉開閉閥513。 在該第2循環控制處理中，自外槽343被排出的磷酸水溶液中的一部分經由第1配管50之旁通配管55而返回至內槽341，並且其餘經由第2配管60而返回至外槽343。更詳細而言，經由第1配管50而自外槽343被排出的磷酸處理液因開閉閥513被關閉而通過分歧部531被導引至旁通配管55。被導引至旁通配管55的磷酸水溶液中的一部分自旁通配管55經由連接部601而流入至第2配管60，並被導引至外槽343。此外，其餘的磷酸水溶液經由旁通配管55及連接部533而被導引至內槽341。
如此，於藉由控制部7所進行的第1或第2循環控制處理中，開閉閥513作為變更通過第1配管50的處理液之流量的第1配管用閥而發揮功能。此外，開閉閥61作為變更通過第2配管60的處理液之流量的第2配管用閥而發揮功能。進而，開閉閥57或流量控制閥58作為變更流通於旁通配管55的處理液之流量的旁通配管用閥而發揮功能。再者，所謂「變更流量」，除了藉由開閉閥而對液體之流通進行開關控制的情況以外，亦包含有藉由流量調整閥而調整流量的概念。
控制部7係於進行第2循環控制處理時，依據流量檢測器59之檢測結果而控制流量控制閥58，藉此可調整返回至內槽341的磷酸水溶液之流量。即，藉由使流量控制閥58之開口變大，而可增加返回至內槽341的磷酸水溶液之流量，藉由使流量控制閥58之開口變小，而可降低返回至內槽341的磷酸水溶液之流量。
再者，亦可藉由流量控制閥58而對旁通配管55中的磷酸水溶液之流通進行開關控制。於此情況下，亦可省略開閉閥57。此外，設置流量控制閥58並非必需。於省略流量控制閥58之 情況下，不對流動於旁通配管55的磷酸水溶液之流量進行調整，而藉由開閉閥57對磷酸水溶液之流通進行開關控制。進而，設置旁通配管55並非必需，亦可將其省略。於省略旁通配管55之情況下，亦可將第2配管60之一端(連接部601)直接連接於例如第1配管50中的加熱器52與內槽341之間(例如分歧部531之位置)。於此情況下，當在第1配管50中形成循環流時，藉由開啟開閉閥61，而使第1配管50之磷酸水溶液的一部分流入至第2配管60，並朝外槽343輸送。藉此，可減低通過第1配管50而返回至內槽341的磷酸水溶液之量。
蝕刻處理裝置1具備有磷酸水溶液供給部40。磷酸水溶液供給部40對外槽343供給既定濃度之磷酸水溶液。再者，磷酸水溶液供給部40亦可對內槽341或第1配管50之既定部位供給磷酸水溶液。磷酸水溶液供給部40包含有包含貯存磷酸水溶液之槽等的供給源、及連接該供給源與外槽343的供給配管401。於供給配管401中，自上游側(供給源側)起依序設有流量檢測器403、流量控制閥405、及開閉閥407。流量檢測器403對流動於供給配管401的磷酸水溶液之流量進行檢測。流量控制閥405對流動於供給配管401的磷酸水溶液之流量進行調整。開閉閥417對供給配管401中的磷酸水溶液之流通進行開關控制。
流量檢測器403、流量控制閥405及開閉閥407被連接於控制部7。控制部7基於自流量檢測器403所發送之表示流量的信號而控制流量控制閥405。藉此，磷酸水溶液供給部40以被控制的流量將磷酸水溶液供給至外槽343。
基板液體處理裝置100具備有純水供給部41。純水 供給部41將純水供給至外槽343。再者，純水供給部41亦可對內槽341或第1配管50之既定部位供給純水。例如為了補給因加熱磷酸水溶液所蒸發的水分，故而供給純水。純水供給部41包含有供給既定溫度之純水的供給源、及連接該供給源與外槽343的供給配管411。於供給配管411中，自上游側(供給源側)起依序設有流量檢測器413、流量控制閥415、及開閉閥417。流量檢測器413對流動於供給配管411的純水之流量進行檢測。流量控制閥415對流動於供給配管411的純水之流量進行調整。開閉閥417對供給配管411中的純水之流通進行開關控制。
流量檢測器413、流量控制閥415及開閉閥417被連接於控制部7。控制部7基於自流量檢測器413所發送之表示流量的信號而控制流量控制閥415。藉此，純水供給部41以被控制的流量將純水供給至外槽343。
蝕刻處理裝置1具備有矽供給部42。矽供給部42將矽水溶液(例如六氟矽酸水溶液(H2SiF6+H2O))供給至外槽343。再者，矽供給部42亦可對內槽341或第1配管50之既定部位供給矽水溶液。矽供給部42包含有供給矽水溶液的供給源、及連接該供給源與外槽343的供給配管421。於供給配管421中，自上游側(供給側)起依序設有流量檢測器423、流量控制閥425、及開閉閥427。流量檢測器423對流動於供給配管421的矽水溶液之流量進行檢測。流量控制閥425對流動於供給配管421的矽水溶液之流量進行調整。開閉閥427對供給配管421中的矽水溶液之流通進行開關控制。
流量檢測器423、流量控制閥425及開閉閥427被連 接於控制部7。控制部7基於自流量檢測器423所發送之表示流量的信號而控制流量控制閥425。藉此，矽供給部42以被控制的流量將矽供給至外槽343。
於在第1配管50中之連接加熱器52與過濾器53的配管部連接有廢棄配管90。廢棄配管90為將處理槽34之磷酸水溶液廢棄至基板液體處理裝置100之外部時所被使用的配管路徑。於廢棄配管90中，自上游側(第1配管50側)起依序設有濃度檢測器901、廢棄閥91、冷卻槽93、及廢棄閥95。
濃度檢測器901對通過廢棄配管90的磷酸水溶液中之矽濃度進行檢測。濃度檢測器901例如藉由測定在磷酸水溶液中的對特定波長之光的吸光度而檢測出矽濃度。濃度檢測器901被連接於控制部7，而將對應於所被檢測出之矽濃度的檢測信號發送至控制部7。
冷卻槽93暫時地貯存自處理槽34被排出的較高溫之磷酸水溶液而將其冷卻至可廢棄至外部的溫度。設於較冷卻槽93更上游側的廢棄閥91係於使磷酸水溶液自第1配管50流入至冷卻槽93時開啟。此外，設於較冷卻槽93更下游側的廢棄閥95係於自冷卻槽93排出磷酸水溶液時開啟。廢棄閥91、95被連接於控制部7，藉由控制部7進行開閉控制。
通過第1配管50的磷酸水溶液在適當之時間點被輸送至廢棄配管90。藉此，藉由濃度檢測器901而檢測該磷酸水溶液中之矽濃度。於矽濃度較既定更高之情況下，藉由適當供給來自純水供給部41的純水、或來自磷酸水溶液供給部40的磷酸水溶液，而謀求在循環系統之磷酸水溶液中的矽濃度之降低。
<關於磷酸水溶液之循環流的形成>
於在處理槽34中處理基板W之情況下，形成在處理槽34及第1配管50中的磷酸水溶液之循環流。為了形成該循環流，首先，於處理槽34貯存有磷酸水溶液。具體而言，磷酸水溶液供給部40對液體處理部39之外槽343供給磷酸水溶液，並且第1配管50之泵51自外槽343朝向內槽341輸送磷酸水溶液。當內槽341之內部被磷酸水溶液充滿時，自內槽341之第1開口341P溢出的磷酸水溶液開始移動至外槽343。當第1配管50之一端到達至被貯存於外槽343的磷酸水溶液時，外槽343之磷酸水溶液通過第1配管50而開始排出。如此，於處理槽34及第1配管50之循環系統中，形成磷酸水溶液進行循環的循環流。
於形成循環流前或形成循環流後的適當時間點，加熱器52加熱流通於第1配管50的磷酸水溶液，以使內槽341之磷酸水溶液成為既定溫度(例如80℃)。於磷酸水溶液為高溫狀態之情況下，水分蒸發，因此有可能隨著時間經過而使磷酸水溶液中之磷酸濃度增加。於藉由濃度檢測器501被檢測出的磷酸濃度超過預先決定之管理上限值的情況下，控制部7自純水供給部41供給純水。用以調節磷酸濃度之純水供給可於基板W被浸漬在磷酸水溶液中時(亦即為基板W之液體處理中)的任意時間點進行，亦可於基板W未被浸漬在處理液中時進行。
圖3係用以說明在蝕刻處理裝置1中之蝕刻處理時各元件之動作狀況的時序圖。於圖3中，橫軸表示時間，於縱方向上自上起依序表示基板升降機構36、開閉閥513、開閉閥57、及開閉 閥61之各動作。再者，對於基板升降機構36，示出「上」與「下」之間的狀態變化(參照圖2)，該「上」表示基板升降機構36位於較處理槽34更上方之上位置Pos1的狀態，該「下」表示基板升降機構36位於處理槽34之內部即下位置Pos2的狀態。藉由基板升降機構36在保持批量(基板W)之狀態下移動至下位置Pos2，而對批量進行蝕刻處理。此外，對於開閉閥513、57、61，示出「開」與「閉」之間的狀態變化，該「開」表示開狀態，該「閉」表示閉狀態。此外，圖3所示之「朝內槽返回的量」表示藉由泵51之運作而使磷酸水溶液通過第1配管50而流入至內槽341的量。
在圖3中示出，於蝕刻處理裝置1之處理槽34中，對包含有複數片基板W的1個批量進行蝕刻處理的1循環之時序圖。該蝕刻處理包含有搬入步驟S11、浸漬步驟S12、搬出步驟S13。
搬入步驟S11包含有位於上位置Pos1的基板升降機構36自批量搬送機構19接取批量的處理。浸漬步驟S12包含有基板升降機構36自上位置Pos1下降至下位置Pos2，藉此使批量浸漬於被貯存在內槽341的磷酸水溶液的處理。藉由進行該浸漬步驟S12，而對基板W進行蝕刻處理。搬出步驟S13包含有基板升降機構36自下位置Pos2上升至上位置Pos1，藉此使批量自被貯存在內槽341的磷酸水溶液中拉起的處理、及批量搬送機構19自上位置Pos1之基板升降機構36接取批量的處理。被遞交給批量搬送機構19的批量在處理槽35以沖洗液進行處理。
此外，於處理槽34中的蝕刻處理之1循環中，依序包含有通常循環期間T1、旁通循環期間T2、及通常循環期間T3。通常循環期間T1、T3為藉由泵51之運作而進行如下循環之期間， 該循環係使與自外槽343被排出的磷酸水溶液等量的磷酸水溶液通過第1配管50而返回至內槽341。以下，有將在通常循環期間T1、T3進行的循環稱為「通常循環」之情況。旁通循環期間T2為藉由泵51之運作而進行如下循環之期間，該循環係使自外槽343被排出的磷酸水溶液中之一部分通過旁通配管55而返回至內槽341，並使其餘的部分通過第2配管60而返回至外槽343。以下，存在有將在旁通循環期間T2進行的循環稱為「旁通循環」之情況。
在通常循環期間T1、T3之通常循環中，控制部7進行上述之第1循環控制處理。即，在通常循環期間T1、T3中，第1配管50之開閉閥511、513被開啟，第1配管50之旁通配管55之開閉閥57及第2配管60之開閉閥61被設為閉狀態。在該通常循環中，經由第1配管50而自外槽343被排出的磷酸水溶液直接通過第1配管50而被導引至內槽341。因此，在通常循環期間T1、T3中，來自外槽343的全部磷酸水溶液返回至內槽341。即，與自外槽343被排出的磷酸水溶液等量的磷酸水溶液返回至內槽341。
相對於此，在旁通循環期間T2之旁通循環中，控制部7進行上述之第2循環控制處理。即，將第1配管50之開閉閥513設為閉狀態，將旁通配管55之開閉閥57及第2配管60之開閉閥61設為開狀態。在旁通循環中，自外槽343經由第1配管50被排出的磷酸水溶液係在分歧部531中移動至旁通配管55之側。進而，於連接部601中，磷酸水溶液中之一部分通過第2配管60被導引至外槽343，其餘的部分通過旁通配管55而經由連接部533移動至第1配管50，其後被導引至內槽341。於旁通循環中，亦可使藉由加熱器52被加熱的磷酸水溶液返回至內槽341。因此，可抑 制內槽341之磷酸水溶液的溫度降低。
於此，將藉由泵51之運作而自外槽343被排出的磷酸水溶液之總量作為V。於是，磷酸水溶液之朝內槽341的流量，於通常循環期間T1、T3時之流量V1係與總量V大致相等，但在旁通循環期間T2中，成為較流量V1更小的流量V2。此係因為，由於在旁通循環期間T2中，成為可通過第2配管60，故一部分的磷酸水溶液通過第2配管60而被導引至外槽343。即，被導引至外槽343的磷酸水溶液之量係以V-V2所表示。
在旁通循環期間T2中，流量檢測器59對通過旁通配管55而被導引至內槽341的流量進行檢測。藉由流量檢測器59所被檢測出的流量係與朝內槽341之流量相等。於此，在旁通循環期間T2中，控制部7控制流量控制閥58，以使流量檢測器59之檢測信號接近至預先被決定的流量V2。藉此，可適當地調整旁通循環期間T2中之朝內槽341的流量。再者，控制部7亦可經由操作部而受理V2大小的變更。
在圖3之例中，浸漬步驟S12前之搬入步驟S11被包含在通常循環期間T1中。因此，於搬入步驟S11中進行通常循環。於此情況下，在浸漬步驟S12開始前，藉由加熱器52被加熱的磷酸水溶液的全量被供給至內槽341之內部，因此可使內槽341之磷酸水溶液的溫度迅速地達到所期望之溫度。此外，於先前之批量的蝕刻處理後，為了調整磷酸或矽濃度而自各供給部41~43將液體供給至處理槽34之情況下，藉由於搬入步驟S11中進行通常循環，而可在浸漬步驟S12前迅速地進行內槽341之磷酸水溶液中的磷酸濃度及矽濃度之調整。
在圖3之例中，進行浸漬步驟S12之期間中的一部分設為旁通循環期間T2。具體而言，在浸漬步驟S12之中途，一時地進行旁通循環。藉由進行旁通循環，相較於通常循環時，可更減輕在內槽341中的磷酸水溶液之流動的產生。即，可減輕在內槽341中的磷酸水溶液之流動的不均，因此可減低在基板W中的蝕刻量之面內不均。
在圖3之例中，浸漬步驟S12之初期被包含在通常循環期間T1中。即，於浸漬步驟S12中，最初進行通常循環一定時間。由於在浸漬步驟S12之開始後馬上將批量浸漬於內槽341之磷酸處理液中，因此磷酸水溶液之溫度比較容易降低。於此，在浸漬步驟S12之開始後馬上進行通常循環，藉此可使以加熱器52被加熱的全部磷酸水溶液返回至內槽341。藉此，可減輕內槽341之磷酸水溶液之溫度降低。
在圖3之例中，浸漬步驟S12之後期被包含在通常循環期間T3中。即，於浸漬步驟S12後期，自旁通循環轉移至通常循環，而進行搬出步驟S13。一般而言，在浸漬步驟S12中，矽自各基板W溶出至磷酸水溶液中，因此，內槽341之磷酸水溶液中的矽濃度容易變高。於此，較佳為，藉由在浸漬步驟S12結束前進行通常循環，而使內槽341之磷酸水溶液迅速地移動至外槽343。於磷酸水溶液之矽濃度大於基準值之情況下，藉由來自純水供給部41或磷酸水溶液供給部43的純水或磷酸水溶液之供給，而適當地使循環系統之磷酸水溶液中的矽濃度降低。因此，藉由通常循環，而可使內槽341內部中的磷酸水溶液中之矽濃度迅速地變得適當。
在圖3之例中，於浸漬步驟S12後的搬出步驟S13 中仍進行通常循環。於此情況下，藉由於浸漬步驟S12之中途或結束後自各供給部41~43供給各處理液，而可於至下一蝕刻處理循環開始為止之期間，使內槽341中的磷酸水溶液中之磷酸濃度及矽濃度迅速地變得適當。此外，於浸漬步驟S12中，在進行旁通循環之情況下，有可能引起內槽341之磷酸水溶液的溫度降低。相對於此，於浸漬步驟S12後之搬出步驟S13中，藉由進行通常循環，而可迅速地提高內槽341之磷酸水溶液的溫度。
再者，在圖3之例中，設定為僅在浸漬步驟S12之一部分進行旁通循環。然而，亦可在浸漬步驟S12之全部期間進行旁通循環。此外，亦可為，在搬入步驟S11或搬出步驟S13之一部分或全部期間進行旁通循環。
此外，旁通循環並非必需在全部的蝕刻處理之循環中進行。例如，亦可為，控制部7經由操作部而受理是否於每個蝕刻處理之循環中進行旁通循環之變更。此外，亦可為，經由操作部而受理於各循環中執行旁通循環的時間點之設定或變更。此外，亦可為，控制部7設為配合既定要件之成立或不成立而自動地執行旁通循環。於此情況下，亦可為，控制部7具備有基於臨限值而判定是否滿足既定要件的判定部。此外，作為既定要件，例如可設定有基板W之蝕刻量、及循環系統之磷酸水溶液的溫度、磷酸濃度或矽濃度等。
此外，雖以在蝕刻處理裝置1所具備有的各開閉閥及各流量控制閥藉由控制部7被控制者為例而進行說明，但亦可為作業員可利用手動進行操作。而且，亦可為，藉由作業員利用手動進行操作，而進行通常循環與旁通循環之切換。
雖已對本發明詳細地進行說明，但於所有態樣中，上述說明僅為例示，而非為將本發明限定於此範圍中者。未例示之無數個變形例可被解釋為不脫離本發明範圍地加以推知而獲得者。在上述各實施形態及各變形例中所說明的各構成只要不相互矛盾，即可適當地加以組合，或加以省略。
7:控制部
34:處理槽
36:基板升降機構
40:磷酸水溶液供給部
41:純水供給部
42:矽供給部
50:第1配管
51:泵
52:加熱器
53:過濾器
55:旁通配管
57、61、511、513:開閉閥
58:流量控制閥
59:流量檢測器
60:第2配管
90:廢棄配管
91、95:廢棄閥
93:冷卻槽
341:內槽
341B:底部
341P:第1開口
343:外槽
343P:第2開口
401:供給配管
403:流量檢測器
405:流量控制閥
407:開閉閥
411:供給配管
413:流量檢測器
415:流量控制閥
417:開閉閥
421:供給配管
423:流量檢測器
425:流量控制閥
427:開閉閥
501:濃度檢測器
531:分歧部
533:連接部
601:連接部
901:濃度檢測器
Pos1:上位置
Pos2:下位置
W:基板

Claims (8)

  1. 一種基板處理裝置，其係處理基板者；其具備有：
    有底筒狀的內槽，其於上部具有第1開口；
    有底筒狀的外槽，其設於上述內槽之外周部，而於上部具有第2開口；
    第1配管，其連接上述內槽之內部與上述外槽之內部；
    泵，其被設於上述第1配管，自上述外槽朝向上述內槽輸送處理液；
    加熱器，其被設於上述第1配管，對通過上述第1配管的上述處理液加熱；
    第2配管，其連接配管部與上述外槽，該配管部位於在上述第1配管中的上述加熱器與上述內槽之間；及
    第2配管用閥，其被設於上述第2配管，變更通過上述第2配管的上述處理液之流量。
  2. 如請求項1之基板處理裝置，其中，上述第1配管之一端連接於上述內槽之底部。
  3. 如請求項1或2之基板處理裝置，其中，進而具備有：
    第1配管用閥，其被設於上述第1配管中的上述加熱器與上述內槽之間，變更通過上述第1配管的上述處理液之流量；
    上述第1配管用閥被設於上述第1配管中的連繫上述第2配管的部分與上述內槽之間。
  4. 如請求項3之基板處理裝置，其中，進而具備有：
    控制部，其連接於上述第1配管用閥及上述第2配管用閥，而控 制上述第1配管用閥及上述第2配管用閥。
  5. 如請求項4之基板處理裝置，其中，上述控制部執行第1循環控制處理與第2循環控制處理，該第1循環控制處理開啟上述第1配管用閥且關閉上述第2配管用閥，該第2循環控制處理開啟上述第1配管用閥及上述第2配管用閥。
  6. 如請求項3之基板處理裝置，其中，上述第1配管包含有旁通配管，該旁通配管係自分歧部分歧而連繫上述內槽，該分歧部位於上述第1配管中的上述加熱器與上述第1配管用閥之間，
    其進而具備有：
    旁通配管用閥，其被設於上述旁通配管，變更通過上述旁通配管的上述處理液之流量；
    上述第2配管連接於上述旁通配管中的上述分歧部與上述旁通配管用閥之間。
  7. 如請求項1或2之基板處理裝置，其中，上述第2配管通過上述第2開口而連接於上述外槽之內部。
  8. 一種基板處理方法，其係在請求項1至7中任一項之基板處理裝置處理基板者；其包含有如下步驟：
    a)將基板浸漬於被貯存在上述內槽的上述處理液之步驟；
    b)於上述步驟a)中，使通過上述第1配管的上述處理液返回至上述內槽，且使通過上述第1配管的上述處理液通過上述第2配管而返回至上述外槽之步驟；及
    c)於上述步驟b)中，加熱通過上述第1配管的上述處理液之步驟。
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