TWI578430B - 基板處理裝置 - Google Patents

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TWI578430B
TWI578430B TW104130283A TW104130283A TWI578430B TW I578430 B TWI578430 B TW I578430B TW 104130283 A TW104130283 A TW 104130283A TW 104130283 A TW104130283 A TW 104130283A TW I578430 B TWI578430 B TW I578430B
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難波敏光
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思可林集團股份有限公司
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Description

基板處理裝置
本發明係關於對基板進行各種處理之基板處理裝置。
【先前領域】
以往，為了對半導體晶圓、光罩用玻璃基板、液晶顯示裝置用玻璃基板、電漿顯示器用玻璃基板、光碟用基板、磁碟用基板或光磁碟用基板等之基板進行各種處理，而使用基板處理裝置。例如，於日本專利特開2012-74601號公報，揭示有使用磷酸水溶液等之藥液進行基板處理之基板處理裝置。
於日本專利特開2012-74601號公報所記載之基板處理裝置中，如圖10所示，用過的處理液被回收，再次被利用於基板處理。用過的處理液係藉由杯體被回收，並被送至水分蒸發單元。水分蒸發單元係藉由對所回收之處理液進行加熱，使處理液之溫度上昇至適合進行基板處理之溫度。如此，經溫度調整後之處理液便自水分蒸發單元被送至第1液槽。第1液槽係朝向處理單元供給處理液。
於水分蒸發單元內流入遠比適合進行基板處理之溫度更低溫之處理液。因此，水分蒸發單元無法與處理液回收並行地對第1液槽補充處理液。
本發明之目的在於提供一種基板處理裝置，其可一邊 自處理單元將處理液回收至補充用液槽，一邊自補充用液槽將處理液補充至供給用液槽。
(1)本發明一形態之基板處理裝置，其具備有：處理單元，其包含對基板供給處理液之處理液噴嘴；供給用液槽，其對處理液噴嘴供給處理液；第1及第2補充用液槽，其用以對供給用液槽補充處理液；處理液回收部，其將處理單元所使用之用過的處理液進行回收，並以選擇性地對第1及第2補充用液槽供給用過的處理液之方式被連接於該第1及第2補充用液槽；處理液補充部，其係以自第1及第2補充用液槽選擇性地對供給用液槽補充處理液之方式被連接於該供給用液槽；處理液循環部，其係以選擇性地使第1補充用液槽內之處理液與第2補充用液槽內之處理液循環之方式連接；加熱部，其加熱通過處理液循環部之處理液；及控制部，其係於藉由處理液回收部所回收之用過的處理液被供給至第1補充用液槽之期間，以使第2補充用液槽內之處理液被補充至供給用液槽之方式控制處理液補充部，並且以使第1補充用液槽內之處理液一邊由加熱部加熱一邊循環之方式控制處理液循環部，而於藉由處理液回收部所回收之用過的處理液被供給至第2補充用液槽之期間，以使第1補充用液槽內之處理液被補充至供給用液槽之方式控制處理液補充部，並且以使第2補充用液槽內之處理液一邊由加熱部加熱一邊循環之方式控制處理液循環部。
於該基板處理裝置中，處理液自供給用液槽被供給至處理單元之處理液噴嘴，且處理液自處理液噴嘴被供給至基板。處理單元所使用之用過的處理液，係藉由處理液回收部被回收，而選擇性地被供給至第1及第2補充用液槽。
於用過的處理液被供給至第1補充用液槽之期間，第2補充用液槽內之處理液係藉由處理液補充部，被補充至供給用液槽，第1補充用液槽內之處理液一邊藉由加熱部被加熱一邊藉由處理液循環部而進行循環。於用過的處理液被供給至第2補充用液槽之期間，第1補充用液槽內之處理液係藉由處理液補充部被補充至供給用液槽，第2補充用液槽內之處理液一邊藉由加熱部被加熱一邊藉由處理液循環部而進行循環。
根據該構成，可於第1補充用液槽與第2補充用液槽之間，選擇性地切換藉由處理液回收部所回收之用過的處理液之供給目的地。於該情形時，可自處理單元連續地回收用過的處理液。此外，與用過的處理液之回收並行地，處理液係自未使用於回收之補充用液槽被補充至供給用液槽。於該情形時，可連續地對供給用液槽供給處理液。
此處，由於用過的處理液之溫度較適宜之溫度(基板處理所使用處理液之溫度)低，因此使用於回收之補充用液槽內之處理液之溫度會下降。即使於該情形時，處理液仍一邊藉由加熱部被加熱一邊藉由處理液循環部而進行循環。藉此，於處理液自未使用於回收之補充用液槽被補充至供給用液槽之期間，可使使用於回收之補充用液槽內之處理液之溫度接近適宜之溫度。其結果，可一邊自處理單元將處理液回收至第1或第2補充用液槽，一邊自第1或第2補充用液槽將處理液補充至供給用液槽。
此外，於上述構成中，可使用共同之加熱部選擇性地加熱第1及第2補充用液槽內之處理液。於該情形時，不需要設置分別對應於第1及第2補充用液槽之複數個加熱部。因此，可實現 基板處理裝置之成本降低。
(2)基板處理裝置進一步具備有溫度調整部，其對通過處理液補充部之處理液進行溫度調整；處理液補充部包含補充循環部，其係以一邊使第1及第2補充用液槽內之處理液通過溫度調整部而進行循環一邊使對供給用液槽之處理液之補充待機之方式連接，且溫度調整部之輸出較加熱部之輸出低。
於該情形時，可於維持藉由溫度調整部所調整處理液之溫度之狀態下，使對供給用液槽之處理液之補充待機。此外，溫度調整部之輸出由於較加熱部之輸出低，因此可實現基板處理裝置之成本降低。
(3)補充循環部也可以選擇性地使第1補充用液槽內之處理液與第2補充用液槽內之處理液循環方式連接。
於該情形時，可有效率地進行自第1及第2補充用液槽對供給用液槽之處理液之補充。此外，不需要設置分別對應於第1及第2補充用液槽之複數個溫度調整部。因此，可實現基板處理裝置之成本降低。
(4)控制部亦可於藉由處理液回收部所回收之用過的處理液被供給至第2補充用液槽之期間，以使第1補充用液槽內之處理液一邊藉由溫度調整部被溫度調整一邊循環之方式控制補充循環部，而於藉由處理液回收部所回收之用過的處理液被供給至第1補充用液槽之期間，以使第2補充用液槽內之處理液一邊藉由溫度調整部被溫度調整一邊循環之方式控制補充循環部。
於該情形時，可將使用於回收之補充用液槽內之處理液之溫度維持適宜之溫度，並且使對供給用液槽之處理液之補充待 機。藉此，可有效率地將被維持為適宜之溫度之處理液補充至供給用液槽。
(5)處理單元亦可包含杯體，該杯體係以包圍基板之周圍的方式設置，用以接取用過的處理液，處理液回收部包含有：第1回收配管，其係連接於處理單元之上述杯體；第2及第3回收配管，其分別被連接於第1回收配管與第1及第2補充用液槽之間；及第1及第2回收閥，其分別被介插於第2及第3回收配管，處理液補充部包含：第1補充配管，其係連接於供給用液槽；第2及第3補充配管，其分別被連接於第1補充配管與第1及第2補充用液槽之間；及第1及第2補充閥，其分別被介插於第2及第3補充配管；處理液循環部包含有：第1及第2循環配管，其係連接於第1補充用液槽；第3及第4循環配管，其係連接於第2補充用液槽；第5循環配管，其係連接於第1循環配管與第2循環配管之間，並且被連接於第3循環配管與第4循環配管之間；及第1、第2、第3及第4循環閥，其分別被介插於第1、第2、第3及第4循環配管；控制部係於開放第1回收閥且關閉第2回收閥之情形時，將第2補充閥、第1循環閥及第2循環閥開放，並且將第1補充閥、第3循環閥及第4循環閥關閉，而於開放第2回收閥且關閉第1回收閥之情形時，將第1補充閥、第3循環閥及第4循環閥開放，並且將第2補充閥、第1循環閥及第2循環閥關閉。
於該情形時，可以簡單之控制一邊將用過的處理液回收至一補充用液槽一邊藉由加熱部加熱處理液，並將處理液自另一補充用液槽補充至供給用液槽。
(6)加熱部也可被介插於處理液循環部之第5循環配 管。於該情形時，可以簡單之構成，使用共同之加熱部選擇性地加熱第1及第2補充用液槽內之處理液。藉此，可容易地實現基板處理裝置之成本降低。
(7)溫度調整部也可被介插於處理液補充部之第1補充配管。於該情形時，可以簡單之構成，使用共同之溫度調整部選擇性地對第1及第2補充用液槽內之處理液進行溫度調整。藉此，可容易地實現基板處理裝置之成本降低。
(8)補充循環部亦可包含分別被連接於第1補充配管與第1及第2補充用液槽之間的第4及第5補充配管、及分別被介插於第4及第5補充配管之第3及第4補充閥，控制部係於開放第1回收閥且關閉第2回收閥之情形時，將第4補充閥開放並且將第3補充閥關閉，而開放第2回收閥且關閉第1回收閥之情形時，將第3補充閥開放並且將第4補充閥關閉。
於該情形時，可以簡單之控制將使用於回收之補充用液槽內之處理液之溫度維持為適宜之溫度，並且使對供給用液槽之處理液之補充待機。
(9)基板處理裝置進一步具備分別檢測第1及第2補充用液槽內之處理液之液量之第1及第2檢測感測器，控制部係根據由第1及第2檢測感測器所檢測出之處理液之液量，而以切換用過的處理液被供給至第1補充用液槽之期間及被供給至第2補充用液槽之期間的方式控制處理液回收部。
於該情形時，可根據第1及第2補充用液槽內之處理液之液量，適當地將用過的處理液回收至第1或第2補充用液槽。
(10)基板處理裝置更可具備將處理液供給至供給用液 槽、第1補充用液槽或第2補充用液槽之新液供給裝置。
根據此構成，即使於基板處理裝置內循環之處理液減少之情況，仍可將處理液供給至供給用液槽、第1補充用液槽或第2補充用液槽。藉此，可使處理液不會乾涸而進行基板處理。
1‧‧‧處理部
2‧‧‧旋轉卡盤
2a‧‧‧旋轉馬達
2b‧‧‧旋轉台
2c‧‧‧夾持銷
3‧‧‧處理液噴嘴
4‧‧‧加熱裝置
5‧‧‧第1液槽
5a‧‧‧循環槽
5b‧‧‧貯液槽
6‧‧‧第2液槽
6a‧‧‧循環槽
6b‧‧‧貯液槽
7‧‧‧第3液槽
7a‧‧‧循環槽
7b‧‧‧貯液槽
8‧‧‧新液供給裝置
8a‧‧‧混合槽
9‧‧‧控制部
10‧‧‧第1供給配管
11‧‧‧加熱器
12‧‧‧閥
13‧‧‧過濾器
14‧‧‧加熱器
15‧‧‧泵
16‧‧‧循環配管
17‧‧‧閥
20‧‧‧處理液補充系統
20a‧‧‧主管
20b、20c‧‧‧支管
20d‧‧‧節點
21‧‧‧閥
22‧‧‧過濾器
23‧‧‧加熱器
24‧‧‧泵
25、26‧‧‧閥
27‧‧‧循環配管
28‧‧‧閥
29‧‧‧循環配管
29a‧‧‧閥
30‧‧‧處理液循環系統
30a‧‧‧主管
30b、30c‧‧‧支管
30d‧‧‧節點
30e‧‧‧節點
31、32‧‧‧閥
33‧‧‧加熱器
34‧‧‧泵
35‧‧‧循環配管
36‧‧‧循環配管
37、38‧‧‧閥
40‧‧‧第2供給配管
40a‧‧‧主管
40b、40c‧‧‧支管
41、42‧‧‧閥
50‧‧‧回收配管
50a‧‧‧主管
50b、50c‧‧‧支管
51、52‧‧‧閥
91‧‧‧DIW供給系統
92‧‧‧氮氣供給系統
93‧‧‧磷酸水溶液供給系統
94‧‧‧矽濃縮液供給系統
100‧‧‧基板處理裝置
CU‧‧‧杯體
L1‧‧‧第1基準高度
L2‧‧‧第2基準高度
S1‧‧‧磷酸濃度計
S2‧‧‧矽濃度計
S3‧‧‧液面感測器
S21‧‧‧矽濃度計
t1~t7‧‧‧時間點
W‧‧‧基板
圖1為顯示本發明一實施形態之基板處理裝置之構成之示意圖。
圖2為顯示分別與圖1之第1、第2及第3液槽相關之動作內容之時序圖。
圖3為顯示初始狀態之基板處理裝置之動作之示意圖。
圖4為顯示圖2之時間點t1~t2之基板處理裝置之動作之示意圖。
圖5為顯示圖2之時間點t2~t3及時間點t6~t7之基板處理裝置之動作之示意圖。
圖6為顯示圖2之時間點t3~t4之基板處理裝置之動作之示意圖。
圖7為顯示圖2之時間點t4~t5之基板處理裝置之動作之示意圖。
圖8為顯示圖2之時間點t5~t6之基板處理裝置之動作之示意圖。
以下，一邊參照圖式一邊對本發明一實施形態之基板處理裝置進行說明。於以下之說明中，基板係指半導體晶圓、液晶 顯示裝置用玻璃基板、PDP(電漿顯示器面板)用玻璃基板、光罩用玻璃基板、光碟用基板等。
本實施形態之基板處理裝置，係一次一片地處理基板之單片式基板處理裝置。於該基板處理裝置中，對形成有由氧化矽(SiO2)所構成之矽氧化膜及由氮化矽(Si3N4)所構成之矽氮化膜之基板，供給作為處理液之高溫之磷酸水溶液(H3PO4+H2O)，而選擇性地對矽氮化膜進行蝕刻。
藉由進行例如利用磷酸水溶液之對矽氮化膜之蝕刻，或者藉由將含有矽微粒之濃縮液混合於磷酸水溶液，使矽存在於處理液中。
(1)基板處理裝置之構成
圖1為顯示本發明一實施形態之基板處理裝置之構成之示意圖。如圖1所示，基板處理裝置100主要包含處理部1、第1液槽5、第2液槽6、第3液槽7、新液供給裝置8及控制部9。此外，處理部1包含旋轉卡盤2、處理液噴嘴3、加熱裝置4及杯體CU。於處理部1中，一次一片依序地對複數片基板W進行處理。
旋轉卡盤2具有旋轉馬達2a、旋轉台2b及複數根夾持銷2c。旋轉馬達2a係設置為使旋轉軸與鉛垂方向呈平行。旋轉台2b具有圓板形狀，且以水平姿勢被安裝於旋轉馬達2a之旋轉軸之上端部。複數根夾持銷2c係設於旋轉台2b之上表面上，用以保持基板W之周緣部。旋轉馬達2a係於複數根夾持銷2c保持基板W之狀態下動作。藉此，使基板W繞鉛垂軸旋轉。
如上所述，在本例中雖然使用保持基板W之周緣部 之機械式旋轉卡盤2，但本發明並不限定於此。也可取代機械式旋轉卡盤2，而使用吸附保持基板W之下表面之吸附式旋轉卡盤。
處理液噴嘴3及加熱裝置4係設置為可於藉由旋轉卡盤2所保持之基板W上方之位置與基板W側面之待機位置之間移動。處理液噴嘴3係將自第1液槽5所供給之磷酸水溶液(處理液)供給至藉由旋轉卡盤2而旋轉之基板W。
於磷酸水溶液自處理液噴嘴3被供給至基板W時，加熱裝置4被配置於基板W上方之位置。加熱裝置4包含產生紅外線之燈管加熱器。加熱裝置4係藉由輻射熱對基板W及被供給至該基板W上之磷酸水溶液進行加熱，而抑制基板W上之磷酸水溶液之溫度降低。藉此，基板W上之磷酸水溶液之溫度，係維持為較磷酸濃度之沸點更高之溫度(例如，約170℃)，而增加利用磷酸水溶液之對矽氮化膜之蝕刻率。
另一方面，於磷酸水溶液中矽濃度在適當之範圍內之情形時，利用磷酸水溶液之對矽氧化膜之蝕刻率，被保持為充分地低於矽氮化膜之蝕刻率。其結果，如上述，可選擇性地對基板W上之矽氮化膜進行蝕刻。
以包圍旋轉卡盤2之方式設置杯體CU。杯體CU係於對旋轉卡盤2搬入基板W時及自旋轉卡盤2搬出基板W時下降，而於對基板W供給磷酸水溶液時上昇。
對旋轉之基板W供給磷酸水溶液時，杯體CU之上端部位係於較基板W更上方之位置。藉此，自基板W被甩出之磷酸水溶液便藉由杯體CU所承接。由杯體CU所承接之磷酸水溶液，如後述般被送至第2液槽6或第3液槽7。
第1液槽5包含循環槽5a及貯液槽5b。循環槽5a及貯液槽5b係以相互地鄰接之方式配置，且以使自一槽(例如循環槽5a)溢出之液體流入另一槽(例如貯液槽5b)之方式構成。於循環槽5a設置有磷酸濃度計S1。磷酸濃度計S1係輸出磷酸水溶液之磷酸濃度。於貯液槽5b設置有輸出磷酸水溶液之液面高度之液面感測器S3。於貯液槽5b連接有DIW(去離子水：Deionized Water)供給系統91、及氮(N2)氣供給系統92。
以連接第1液槽5之貯液槽5b與處理部1之處理液噴嘴3之方式設置有第1供給配管10。於第1供給配管10，自貯液槽5b朝向處理液噴嘴3被依序介插有泵15、加熱器14、過濾器13、閥12及加熱器11。
以連接過濾器13與閥12之間的第1供給配管10之部分與循環槽5a設置有循環配管16。於循環配管16介插有閥17。
與第1液槽5同樣地，第2液槽6具有循環槽6a及貯液槽6b，第3液槽7具有循環槽7a及貯液槽7b。於循環槽6a、7a分別設置有磷酸濃度計S1。於貯液槽6b、7b分別設置有液面感測器S3，並且連接有DIW供給系統91及氮氣供給系統92。
以連接第1液槽5之貯液槽5b與第2及第3液槽6、7之貯液槽6b、7b之方式設置有處理液補充系統20。處理液補充系統20係用以將被貯留於第2及第3液槽6、7之處理液輪流地補充至第1液槽5之供給系統，且於第2液槽6及第3液槽7之間進行切換而使用。處理液補充系統20具有1根主管20a及2根支管20b、20c。
主管20a係連接於第1液槽5之貯液槽5b，且於節點 20d被連接於支管20b、20c。一支管20b係連接於第2液槽6之貯液槽6b，而另一支管20c係連接於第3液槽7之貯液槽7b。
於主管20a，自第1液槽5朝向節點20d被依序介插有閥21、矽濃度計S21、過濾器22、加熱器23及泵24。矽濃度計S21係對流通於主管20a之磷酸水溶液進行取樣，而斷續地檢測該磷酸水溶液之矽濃度。
於一支管20b介插有閥25。於另一支管20c介插有閥26。以連接過濾器22與閥21之間的主管20a之部分與循環槽6a之方式設置有循環配管27。於循環配管27介插有閥28。循環配管27係分歧出循環配管29。循環配管29係連結於循環槽7a。於循環配管29介插有閥29a。
設置有處理液循環系統30，其具有使第2液槽6之貯液槽6b之處理液回流至循環槽6a之功能，並且具有使第3液槽7之貯液槽7b之處理液回流至循環槽7a之功能。處理液循環系統30係於第2液槽6與第3液槽7之間進行切換而使用。
處理液循環系統30具有主管30a及2根支管30b、30c。主管30a係於節點30d與2根支管30b、30c連接。一支管30b係配置於第2液槽6之貯液槽6b與節點30d之間，另一支管30c係配置於第3液槽7之貯液槽7b與節點30d之間。於一支管30b介插有閥31，而於另一支管30c介插有閥32。
主管30a係於節點30e被連接於朝向第2液槽6之循環槽6a之循環配管35，並且被連接於朝向第3液槽7之循環槽7a之循環配管36。於一循環配管35介插有閥37，而於另一循環配管36介插有閥38。於主管30a，自節點30d朝向節點30e依序介插有 泵34及加熱器33。
以連接處理部1之杯體CU與第2液槽6之貯液槽6b及第3液槽7之貯液槽7b之方式設置有回收配管50。回收配管50具有1根主管50a及2根支管50b、50c。支管50b、50c係連接於主管50a。回收配管50之主管50a係連接於杯體CU，支管50b係連接於第2液槽6之貯液槽6b，支管50c係連接於第3液槽7之貯液槽7b。於支管50b介插有閥51，而於支管50c介插有閥52。
新液供給裝置8具有混合槽8a。此外，新液供給裝置8具有將混合槽8a內之液體供給至外部之未圖示之供給裝置。於新液供給裝置8連接有磷酸水溶液供給系統93及矽(Si)濃縮液供給系統94。此外，於混合槽8a設置有矽濃度計S2。
於新液供給裝置8之混合槽8a內，自磷酸水溶液供給系統93所供給之磷酸水溶液及自矽濃縮液供給系統94所供給之矽濃縮液，係以預先決定之比例被混合。藉此，可生成具有被預先決定之矽濃度(以下，稱為基準矽濃度)之磷酸水溶液而作為新處理液25，並使其保持在既定之溫度。
以連接新液供給裝置8與第2液槽6之貯液槽6b及第3液槽7之貯液槽7b之方式設置有第2供給配管40。第2供給配管40具有1根主管40a及2根支管40b、40c。支管40b、40c係連接於主管40a。第2供給配管40之主管40a係連接於新液供給裝置8，支管40b係連接於第2液槽6之貯液槽6b，支管40c係連接於第3液槽7之貯液槽7b。於支管40b介插有閥41，而於支管40c介插有閥42。在新液供給裝置8所混合之新處理液，也可自新液供給裝置8被供給至第1液槽5。
控制部9係由CPU(中央演算處理裝置)及記憶體或微電腦等所構成。於控制部9之記憶體儲存有系統程式。控制部9係控制基板處理裝置100各構成元件之動作。
例如，控制部9係根據自各液面感測器S3所輸出之液面高度，來切換各閥12、17、21、26、31、36、41、42、51、52之開閉狀態。此外，控制部9係根據自各磷酸濃度計S1所輸出之磷酸濃度，來控制DIW供給系統91及氮氣供給系統92。
(2)基板處理裝置之動作
對藉由處理部1處理複數片基板W時之基板處理裝置100之一連串之動作進行說明。圖2為顯示分別與圖1之第1、第2及第3液槽5、6、7相關之動作內容之時序圖。圖3~圖8為顯示各時間點之基板處理裝置100之動作之示意圖。
於第1、第2及第3液槽5、6、7中，分別在貯液槽5b、6b、7b設定有第1基準高度L1及第2基準高度L2。第1基準高度L1係設定於貯液槽5b、6b、7b之底部附近，第2基準高度L2較第1基準高度L1高，且被設定於貯液槽5b、6b、7b之上端部附近。
第1基準高度L1係設定為例如各貯液槽5b、6b、7b可貯留最大容量之1/5左右之液體被貯留於各貯液槽5b、6b、7b之情形時的液面高度。第2基準高度L2係設定為例如各貯液槽5b、6b、7b最大容量之4/5左右之液體被貯留於各貯液槽5b、6b、7b之情形時的液面高度。
於初始狀態下，具有預先決定之磷酸濃度(以下，稱 為基準磷酸濃度)並且具有基準矽濃度之磷酸水溶液，係貯留於第1、第2及第3液槽5、6、7。於第1、第2及第3液槽5、6、7中，磷酸水溶液之液面高度係維持在第2基準高度L2。再者，於圖3所圖示之時間點，於第3液槽7，磷酸水溶液係貯留至第1基準高度L1。
而且，於初始狀態下，加熱器14、23、33有通電，並且閥17、25、28、32、38被開放。藉此，於第1液槽5中，如圖3之粗箭頭A1所示，貯液槽5b內之磷酸水溶液係藉由泵15所吸引，而通過加熱器14被送至過濾器13。加熱器14係將通過第1供給配管10之磷酸水溶液加熱至既定溫度(例如150℃)。過濾器13係藉由對磷酸水溶液進行過濾而去除不要之析出物等。
如圖3之粗箭頭A3所示，通過加熱器14及過濾器13之磷酸水溶液，係通過循環配管16被送回第1液槽5之循環槽5a。於第1液槽5內，自循環槽5a所溢出之磷酸水溶液係流入貯液槽5b。如此，貯液槽5b內之磷酸水溶液係一邊被加熱及過濾一邊通過第1供給配管10之一部分、循環配管16及循環槽5a而被送回貯液槽5b內。藉此，使貯液槽5b內之磷酸水溶液之溫度及清潔度大致保持一定。
將如上述藉由一邊加熱及過濾被貯留於貯液槽5b之磷酸水溶液之一部分一邊再次將其送回貯液槽5b，而將貯液槽內磷酸水溶液之溫度及清潔度保持為一定之動作，稱為循環溫度調整。
同樣地，於第2液槽6也進行循環溫度調整。亦即，如圖3之粗箭頭A5所示，貯液槽6b內之磷酸水溶液係於藉由泵24所吸引之後，通過加熱器23及過濾器22而於循環槽6a進行循 環。
於第3液槽7中，如圖3之粗箭頭A6所示，貯液槽7b內之磷酸水溶液係藉由泵34所吸引，並於通過加熱器33而被加熱至既定溫度之後，被送回循環槽7a。
於時間點t1，第1片之基板W被搬入至處理部1之旋轉卡盤2。此外，基板W係藉由旋轉卡盤2保持而進行旋轉。控制部9係將圖1之閥12開放。藉此，如圖4中粗箭頭A2所示，使藉由泵15而自貯液槽5b內被吸引之磷酸水溶液係一邊通過加熱器14、11而被加熱至適合基板處理之溫度(例如170℃)，一邊被送至處理液噴嘴3。藉此，具有基準磷酸濃度及基準矽濃度之磷酸水溶液，係自處理液噴嘴3被供給至基板W。
控制部9進一步將圖1之閥52開放。藉此，如圖4之粗箭頭A4所示，藉由處理部1之杯體CU所回收之用過的磷酸水溶液，係通過主管50a及支管50c被送至第3液槽7之貯液槽7b。通過主管50a而被回收之用過的磷酸水溶液之溫度，係遠低於(例如120℃)自處理液噴嘴3所供給之磷酸水溶液之溫度(例如約170℃)。將如上述將自基板W所回收且成為低溫之用過的磷酸水溶液輸至貯液槽7b之動作，稱為處理液回收。
於時間點t1，圖1之處理液補充系統20之閥25、28被開放。藉此，如圖4之粗箭頭A5所示，於第2液槽6也進行與第1液槽5同樣之循環溫度調整。
此外，處理液循環系統30之閥32、38被開放。藉此，如圖4之粗箭頭A6所示，被貯留於第3液槽7之貯液槽7b之磷酸水溶液，係通過處理液循環系統30之一部分、即支管30c、主管 30a、泵34、加熱器33及循環配管36而回流至循環槽7a。處理液循環系統30之加熱器33，具有較被介插於處理液補充系統20之加熱器23更高之輸出，而具有使成為遠低於適合基板處理之溫度更低的溫度之用過的磷酸水溶快速地昇溫之能力。將如上述藉由一邊加熱被貯留於貯液槽7b之磷酸水溶液之一部分一邊將其送回循環槽7a，而使第3液槽7內之磷酸水溶液之溫度快速昇溫之動作，稱為循環加熱。
此處，於第3液槽7進行處理液回收及循環加熱時，被貯留於貯液槽7b之磷酸水溶液之磷酸濃度與基準磷酸濃度不同。因此，圖1之控制部9係根據第3液槽7之磷酸濃度計S1之輸出，而以使貯液槽7b內之磷酸濃度接近基準磷酸濃度之方式控制DIW供給系統91及氮氣供給系統92。
例如，於來自磷酸濃度計S1之輸出高於基準磷酸濃度之情形時，控制部9係以使DIW被供給至貯液槽7b之方式控制DIW供給系統91。藉此，貯液槽7b內之磷酸濃度便會下降，而被調整為基準磷酸濃度。而於來自磷酸濃度計S1之輸出低於基準磷酸濃度低之情形時，控制部9係以使氮氣被供給至貯液槽7b之方式控制氮氣供給系統92。於該情形時，可促進貯液槽7b內之磷酸水溶液之蒸發。藉此，貯液槽7b內之磷酸濃度便會上昇，而被調整為基準磷酸濃度。將如上述將貯液槽7b內之磷酸水溶液之磷酸濃度調整為基準磷酸濃度之動作，稱為磷酸濃度調整。
如圖2所示，自時間點t1至時間點t2的期間，於第1液槽5進行對處理液噴嘴3之磷酸水溶液之供給及循環溫度調整。於第2液槽6進行循環溫度調整。於第3液槽7進行處理液回 收、循環加熱及磷酸濃度調整。藉此，自時間點t1至時間點t2的期間，如圖4之白底黑框箭頭所示，貯液槽5b內之液面高度係自第2基準高度L2下降，貯液槽6b內之液面高度係維持在第2基準高度L2，而貯液槽7b內之液面高度係自第1基準高度L1上昇。此外，第3液槽7內之磷酸水溶液之溫度，係藉由加熱器33而快速地昇溫。
自第1液槽5對處理液噴嘴3之磷酸水溶液之供給，係於至處理部1之基板W之處理結束為止之期間被持續地進行。此外，第1液槽5之循環溫度調整，至少被持續至基板W之處理結束為止。於第2液槽6及第3液槽7，循環溫度調整及循環加熱至少於至基板W之處理結束為止之期間被交替地執行。
若藉由液面感測器S3檢測出第1液槽5之貯液槽5b內之液面高度較第2基準高度L2下降，圖1之控制部9便將圖1之閥21開放(時間點t2)。
藉此，開始自第2液槽6對第1液槽5之磷酸水溶液之供給。如圖5之粗箭頭A7所示，自第2液槽6之貯液槽6b通過支管20b並通過過濾器22之磷酸水溶液之一部分，係通過主管20a而被送至第1液槽5之貯液槽5b。如此一來，具有基準磷酸濃度及基準矽濃度之磷酸水溶液，便自第2液槽6被供給至第1液槽5。藉此，貯液槽5b內之液面高度便朝向第2基準高度L2上昇，而貯液槽6b內之液面高度便自第2基準高度L2下降(參照圖5之白底黑框箭頭)。
若藉由液面感測器S3檢測出第1液槽5之貯液槽5b內之液面高度已達到第2基準高度L2，圖1之控制部9便將圖1 之閥21關閉，停止自第2液槽6對第1液槽5之磷酸水溶液之供給(時間點t3)。
自時間點t2至時間點t3的期間，一方面自第2液槽6對第1液槽5供給磷酸水溶液，與此並行地，於第3液槽7進行處理液回收及磷酸濃度調整。藉此，第3液槽7之貯液槽7b內之液面高度便自第1基準高度L1上昇。
於時間點t3若自第2液槽6對第1液槽5之磷酸水溶液之供給被停止，便將用過的磷酸水溶液之回收目的地自第3液槽7切換至第2液槽6。亦即，控制部9係將圖1之閥52關閉，並開放閥51。藉此，處理部1之杯體CU所回收之用過的磷酸水溶液便被送至第2液槽6之貯液槽6b(參照圖6之粗箭頭A8)。
此外，配合該切換，亦進行第2及第3液槽6、7之磷酸水溶液之循環路徑之切換。亦即，控制部9係將圖1之處理液循環系統30之閥32、38關閉，並開放閥31、37。藉此，第2液槽6之磷酸水溶液之循環路徑便自處理液補充系統20被切換至處理液循環系統30。此外，控制部9係將圖1處理液補充系統20之閥25、28關閉，並開放閥26、29a。藉此，第3液槽7之磷酸水溶液之循環路徑便自處理液循環系統30被切換至處理液補充系統20。
藉由將第2液槽6之磷酸水溶液之循環路徑切換至經由加熱器33之處理液循環系30，可藉由加熱器33將被回收至第2液槽6之磷酸水溶液快速地昇溫。
此處，於單片式之基板處理裝置中，一部分之處理液因清洗處理等而被廢棄。因此，無法回收所有被使用於基板W之處理之處理液。所以，即使於貯液槽5b內之液面高度被維持於第2 基準高度L2之狀態下貯液槽6b內之液面高度自第2基準高度L2下降至第1基準高度L1，貯液槽7b內之液面高度也不會自第1基準高度L1上昇至第2基準高度L2。因此，圖1之控制部9係以使貯液槽7b內之液面高度上昇至第2基準高度L2之方式，控制圖1之閥42及新液供給裝置8。
例如，控制部9係將圖1之閥42開放。藉此，如圖6之粗箭頭A9所示，磷酸水溶液之新液便自新液供給裝置8被供給至第3液槽7。其結果，貯液槽7b內之液面高度係上昇至第2基準高度L2。將如上述自新液供給裝置8對貯液槽6b或貯液槽7b之新液之供給，稱為新液補充。
若藉由液面感測器S3檢測出第3液槽7之貯液槽7b中磷酸水溶液之新液已貯留至第2基準高度L2，控制部9便停止自新液供給裝置8對第3液槽7之磷酸水溶液之供給，而結束對第3液槽7之新液補充(時間點t4)。
再者，如圖2及圖6所示，自時間點t3至時間點t4的期間，由於繼續進行自第1液槽5對處理部1之磷酸水溶液之供給，因此貯液槽5b內之液面高度便自第2基準高度L2下降。此外，於第2液槽6由於繼續進行處理液回收，因此貯液槽6b內之液面高度便自第1基準高度L1上昇。
當到達時間點t4，控制部9便將閥21開放，而開始自第3液槽7對第1液槽5進行具有基準磷酸濃度及基準矽濃度之磷酸水溶液之供給。藉此，如圖7所示，第1液槽5之貯液槽5b內之液面高度便朝向第2基準高度L2上昇。
若檢測出第1液槽5之液面高度已與第2基準高度 L2相等，控制部9便停止自第3液槽7對第1液槽5之磷酸水溶液之供給(時間點t5)。於第2液槽6中，貯液槽6b內之液面高度係藉由處理液回收而上昇。
於時間點t5若自第3液槽7對第1液槽5之磷酸水溶液之供給被停止，便將用過的磷酸水溶液之回收目的地自第2液槽6切換至第3液槽7。亦即，控制部9係將圖1之閥51關閉，並開放閥52。藉此，處理部1之杯體CU所回收之用過的磷酸水溶液便被送至第3液槽7之貯液槽7b(參照圖8之粗箭頭A4)。
此外，配合該切換，也進行第2及第3液槽6、7之磷酸水溶液之循環路徑之切換。亦即，控制部9係將圖1之處理液補充系統20之閥26、29a關閉，並開放閥25、28。藉此，第2液槽6之磷酸水溶液之循環路徑便自處理液循環系統30被切換至處理液補充系統20。
此外，控制部9係將圖1之處理液循環系統30之閥31、37關閉，並開放閥32、38。藉此，第3液槽7之磷酸水溶液之循環路徑便自處理液補充系統20被切換至處理液循環系統30。
藉由將第3液槽7之磷酸水溶液之循環路徑切換至經由加熱器33之處理液循環系統30，可藉由加熱器33將被回收至第3液槽7之磷酸水溶液快速地昇溫。於第3液槽7中，與處理液回收並行地還進行磷酸濃度調整。
此外，自時間點t5開始進行對第2液槽6之新液補充。亦即，控制部9係將圖1之閥41開放並且控制新液供給裝置8。藉此，如圖8之粗箭頭A11所示，經調整矽濃度之磷酸水溶液之新液，係自新液供給裝置8被供給至第2液槽6，而使貯液槽6b內之 磷酸水溶液之矽濃度被維持為基準矽濃度。
若藉由液面感測器S3檢測出第2液槽6之貯液槽6b中具有基準磷酸濃度及基準矽濃度之磷酸水溶液已被貯留至第2基準高度L2，控制部9便停止自新液供給裝置8對第2液槽6之磷酸水溶液之供給，而結束對第2液槽6之新液補充(時間點t6)。
再者，如圖2及圖8所示，自時間點t5至時間點t6的期間，由於繼續進行自第1液槽5對處理部1之磷酸水溶液之供給，因此貯液槽5b內之液面高度便自第2基準高度L2下降。此外，於第3液槽7中由於繼續進行處理液回收，因此貯液槽7b內之液面高度便自第1基準高度L1上昇。於第3液槽7中藉由加熱器33對經處理液回收及回收之用過的磷酸水溶液進行快速之昇溫。此外，與此並行地，於第3液槽7中進行磷酸濃度調整。
如圖2所示，自時間點t6起，自第2液槽6朝向第1液槽5進行磷酸水溶液之供給。藉此，第2液槽6之貯液槽6b內之液面高度便自第2基準高度L2下降，第1液槽5之貯液槽5b內之液面高度便朝向第2基準高度L2上昇。自第2液槽6對第1液槽5之磷酸水溶液之供給，會一直進行至第1液槽5之液面高度達到L2為止(時間點t7)。
於時間點t7以後，直至處理部1之基板W之處理被停止為止，反復地進行自時間點t3至時間點t5為止之動作，以及自時間點t5至時間點t7為止之動作。藉此，於第1液槽5中，可始終保持為具有基準磷酸濃度及基準矽濃度之磷酸水溶液。
再者，於第1液槽5中，磷酸水溶液一部分之水分存在有蒸發的可能性。於該情形時，被貯留於貯液槽5b之磷酸水溶 液之磷酸濃度就會產生變化。因此，控制部9也可根據第1液槽5之磷酸濃度計S1之輸出，而於第1液槽5中進行磷酸濃度調整。
而且，於因裝置之異常等使磷酸水溶液無法被供給至第1液槽5之情形時，貯液槽5b內之液面高度存在有變得較第1基準高度L1低之可能性。因此，控制部9也可於第1液槽5之液面感測器S3之輸出變得較第1基準高度L1低之情形時，輸出異常信號。
(3)效果
於本發明一實施形態之基板處理裝置100中，回收在處理部1中所使用之磷酸水溶液，並進行再利用。基板處理裝置100具有2個用以回收用過的磷酸水溶液之液槽(第2及第3液槽6、7)，並對該等2個液槽6、7進行切換，以回收用過的磷酸水溶液。如上述，由於用過的磷酸水溶液(處理液)成為遠低於適合基板處理之溫度的低溫，而無法自進行回收中之液槽對第1液槽5補充磷酸水溶液。然而，於該基板處理裝置100中，可自未進行回收用過的磷酸水溶液之側的液槽6或7來對第1液槽5補充磷酸水溶液。因此，可與用過的磷酸水溶液之回收並行地對第1液槽5補充磷酸水溶液。
由於用過的磷酸水溶液成為遠低於適合基板處理之溫度的低溫，因此進行回收磷酸水溶液之側的液槽之磷酸水溶液，需要以具有高輸出(額定電力)之加熱器進行加熱。因此，加熱進行回收磷酸水溶液之側的液槽之磷酸水溶液之加熱器(處理液循環系統30之加熱器33)，具備有該高的輸出。
相對於此，使未進行回收磷酸水溶液之側的液槽之磷 酸水溶液循環之系統、即處理液補充系統20，由於只要單純進行將已成為高溫之磷酸水溶液加以保溫之程度之微小的溫度調整即可，因此被介插於該路徑之加熱器23之輸出亦可較低。例如，加熱器23之輸出亦可較加熱器33之輸出低。
假設，於液槽6、7分別搭載2個具有如加熱器33般高輸出之加熱器，則會增加成本。相對於此，於該基板處理裝置100中，於2個液槽6、7之間切換使用對回收中之磷酸水溶液進行加熱循環之處理液循環系統30。於該情形時，不需要於2個液槽6、7分別搭載具有如此高輸出之加熱器。因此，可實現基板處理裝置100之成本降低。
再者，於使溫度已降低之磷酸水溶液昇溫時需要使其進行高流量循環。另一方面，於使已昇溫之磷酸水溶液進行循環時，則只要進行較低流量循環即可。因此，被介插於處理液循環系統30之泵34，較被介插於處理液補充系統20之泵24為高流量。
(4)請求項之各構成元件與實施形態各部分之對應關係
以下，對請求項之各構成元件與實施形態之各部分對應的例子進行說明，但本發明並不限於下述例子。
於上述實施形態中，基板W為基板之例子，處理液噴嘴3為處理液噴嘴之例子，處理部1為處理單元之例子，第1液槽5為供給用液槽之例子。第2及第3液槽6、7分別為第1及第2補充用液槽之例子。回收配管50為處理液回收部之例子，處理液補充系統20為處理液補充部之例子，處理液循環系統30為處理液循環部之例子。
加熱器33為加熱部之例子，控制部9為控制部之例子，基板處理裝置100為基板處理裝置之例子，加熱器23為溫度調整部之例子，循環配管27、29及閥28、29a為補充循環部之例子。杯體CU為杯體之例子，主管50a及支管50b、50c分別為第1~第3回收配管之例子，閥51、52分別為第1及第2回收閥之例子。
主管20a、支管20b、20c及循環配27、29分別為第1~第5補充配管之例子，閥25、26、28、29a分別為第1~第4補充閥之例子。支管30b、循環配管35、支管30c、循環配管36及主管30a分別為第1~第5循環配管之例子，閥31、37、32、38分別為第1~第4循環閥之例子。第2液槽6之液面感測器S3及第3液槽7之液面感測器S3分別為第1及第2檢測感測器之例子，新液供給裝置8為新液供給裝置之例子。
作為請求項之各構成元件，也可使用具有請求項所記載之構成或功能之其他各種元件。
(產業上之可利用性)
本發明可有效地利用於基板之處理。
t1~t7‧‧‧時間點

Claims (10)

  1. 一種基板處理裝置，其具備有：處理單元，其包含對基板供給處理液之處理液噴嘴；供給用液槽，其對上述處理液噴嘴供給處理液；第1及第2補充用液槽，其用以對上述供給用液槽補充處理液；處理液回收部，其將上述處理單元所使用之用過的處理液進行回收，並以選擇性地對上述第1及第2補充用液槽供給上述用過的處理液之方式被連接於該第1及第2補充用液槽；處理液補充部，其係以自上述第1及第2補充用液槽選擇性地對上述供給用液槽補充處理液之方式被連接於該供給用液槽；處理液循環部，其係以選擇性地使上述第1補充用液槽內之處理液與上述第2補充用液槽內之處理液循環之方式連接；加熱部，其加熱通過上述處理液循環部之處理液；及控制部，其係於藉由上述處理液回收部所回收之上述用過的處理液被供給至上述第1補充用液槽之期間，以使上述第2補充用液槽內之處理液被補充至上述供給用液槽之方式控制上述處理液補充部，並且以使上述第1補充用液槽內之處理液一邊由上述加熱部加熱一邊循環之方式控制上述處理液循環部，而於藉由上述處理液回收部所回收之上述用過的處理液被供給至上述第2補充用液槽之期間，以使上述第1補充用液槽內之處理液被補充至上述供給用液槽之方式控制上述處理液補充部，並且以使上述第2補充用液槽內之處理液一邊由上述加熱部加熱一邊循環之方式控制上述處理液循環部。
  2. 如請求項1之基板處理裝置，其中，進一步具備有： 溫度調整部，其對通過上述處理液補充部之處理液進行溫度調整；上述處理液補充部包含補充循環部，其係以一邊使上述第1及第2補充用液槽內之處理液通過上述溫度調整部而進行循環一邊使對上述供給用液槽之處理液之補充待機之方式連接，且上述溫度調整部之輸出較上述加熱部之輸出為低。
  3. 如請求項2之基板處理裝置，其中，上述補充循環部係以選擇性地使上述第1補充用液槽內之處理液與上述第2補充用液槽內之處理液循環之方式連接。
  4. 如請求項3之基板處理裝置，其中，上述控制部係於藉由上述處理液回收部所回收之上述用過的處理液被供給至上述第2補充用液槽之期間，以使上述第1補充用液槽內之處理液一邊藉由上述溫度調整部被溫度調整一邊循環之方式控制上述補充循環部，而於藉由上述處理液回收部所回收之上述用過的處理液被供給至上述第1補充用液槽之期間，以使上述第2補充用液槽內之處理液一邊藉由上述溫度調整部被溫度調整一邊循環之方式控制上述補充循環部。
  5. 如請求項2至4中任一項之基板處理裝置，其中，上述處理單元包含杯體，該杯體係以包圍基板之周圍的方式設置，用以接取上述用過的處理液，上述處理液回收部包含有：第1回收配管，其係連接於上述處理單元之上述杯體；第2及第3回收配管，其分別被連接於上述第1回收配管與上述第1及第2補充用液槽之間；及 第1及第2回收閥，其分別被介插於上述第2及第3回收配管；上述處理液補充部包含：第1補充配管，其係連接於上述供給用液槽；第2及第3補充配管，其分別被連接於上述第1補充配管與上述第1及第2補充用液槽之間；及第1及第2補充閥，其分別被介插於上述第2及第3補充配管；上述處理液循環部包含有：第1及第2循環配管，其係連接於上述第1補充用液槽；第3及第4循環配管，其係連接於上述第2補充用液槽；第5循環配管，其係連接於上述第1循環配管與上述第2循環配管之間，並且被連接於上述第3循環配管與第4循環配管之間；及第1、第2、第3及第4循環閥，其分別被介插於上述第1、第2、第3及第4循環配管；上述控制部係於開放上述第1回收閥且關閉上述第2回收閥之情形時，將上述第2補充閥、上述第1循環閥及上述第2循環閥開放，並且將上述第1補充閥、上述第3循環閥及上述第4循環閥關閉，而於開放上述第2回收閥且關閉上述第1回收閥之情形時，將上述第1補充閥、上述第3循環閥及上述第4循環閥開放，並且將上述第2補充閥、上述第1循環閥及上述第2循環閥關閉。
  6. 如請求項5之基板處理裝置，其中，上述加熱部係介插於上述處理液循環部之上述第5循環配管。
  7. 如請求項5之基板處理裝置，其中，上述溫度調整部係介插於上述處理液補充部之上述第1補充配管。
  8. 如請求項5之基板處理裝置，其中，上述補充循環部包含有：第4及第5補充配管，其分別被連接於上述第1補充配管與上述第1及第2補充用液槽之間；及第3及第4補充閥，其分別被介插於上述第4及第5補充配管；上述控制部係於開放上述第1回收閥且關閉上述第2回收閥之情形時，將上述第4補充閥開放並且將上述第3補充閥關閉，而於開放上述第2回收閥且關閉上述第1回收閥之情形時，將上述第3補充閥開放並且將上述第4補充閥關閉。
  9. 如請求項1至4中任一項之基板處理裝置，其中，進一步具備有：第1及第2檢測感測器，其分別檢測上述第1及第2補充用液槽內之處理液之液量；上述控制部係根據由上述第1及第2檢測感測器所檢測出之處理液之液量，而以切換上述用過的處理液被供給至上述第1補充用液槽之期間及被供給至上述第2補充用液槽之期間的方式控制上述處理液回收部。
  10. 如請求項1至4中任一項之基板處理裝置，其中，進一步具備有新液供給裝置，其將處理液供給至上述供給用液槽、上述第1補充用液槽、或上述第2補充用液槽。
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