基板处理装置以及使用基板处理装置的基板处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种对基板实施各种处理的基板处理装置以及使用基板处理装置的基板处理方法。
【背景技术】
[0002]以往以来，为了对半导体晶片、光掩模用玻璃基板、液晶显示装置用玻璃基板、等离子体显示器用玻璃基板、光盘用基板、磁盘用基板、光磁盘用基板等的基板实施各种处理，使用了基板处理装置。
[0003]有如下批次式基板处理装置:将多个基板浸渍在贮留于处理槽的处理液之中并实施蚀刻等处理。例如，在日本特开2009-94455号公报中记载的批次式基板处理装置具备处理槽以及循环管路。
[0004]在该基板处理装置中，处理槽内贮留有磷酸水溶液，在磷酸水溶液内浸渍形成有硅氧化物膜以及硅氮化物膜的基板。在该状态下，从处理槽中溢出的磷酸水溶液被回收，并通过循环管路再次供给于处理槽内。
[0005]通过在磷酸水溶液中含有适当量的硅，抑制磷酸水溶液引起的硅氧化物膜的蚀亥IJ。由此，能够选择性地蚀刻硅氮化物膜。
[0006]为了将磷酸水溶液的硅浓度保持在适当的范围内，上述的基板处理装置中设有添加物投入机构以及捕集(trap)剂投入机构。添加物投入机构通过向处理槽投入添加物，使磷酸水溶液的硅浓度提高。另外，捕集剂投入机构通过向处理槽投入捕集剂，抑制磷酸水溶液的硅浓度过度提高。
【发明内容】
[0007]近年来，随着设备的高密度化以及高集成化，使用单片式(单基板处理式:singlesubstrate processing type)基板处理装置来代替批次式基板处理装置的工艺增加。在单片式的基板处理装置中，可认为，例如，磷酸水溶液供给于形成有硅氧化物膜以及硅氮化物膜的基板并且回收供给到基板的磷酸水溶液，被回收的磷酸水溶液通过循环管路可再利用。
[0008]但是，单片式的基板处理装置中，磷酸水溶液供给于每个基板。因此，难以使供给于多个基板的磷酸水溶液的硅浓度维持成一定浓度。此时，多个基板之间在硅氮化物膜的蚀刻量上产生偏差。由此，难以对多个基板实施高精度且均匀的处理。
[0009]因此，可考虑，对一定量的磷酸水溶液调整硅浓度，并将调整的磷酸水溶液用于多个基板的处理。此时，每使用一定量的磷酸水溶液时需要调整硅浓度，因此，需要暂时中断基板的处理。由此，基板的处理效率降低。
[0010]本发明的目的在于提供一种能够防止基板的处理效率降低并且能够实施高精度且均匀的处理的基板处理装置以及使用基板处理装置的基板处理方法。
[0011]另外，在日本特开2013-197114号公报中记载的基板处理装置中，具有抗蚀膜的基板通过基板旋转机构进行保持，在基板的上面作为抗蚀剂剥离液供给有SPM (硫酸/过氧化氢溶液混合物:Sulfuric acid/hydrogen peroxide mixture)。SPM 是硫酸(H2SO4)和过氧化氢溶液(H2O2)的混合液。
[0012]为了提高抗蚀剂和SPM的反应性，以与通过基板旋转机构进行保持的基板的上面对向的方式配置灯加热器(红外线灯)。在基板上形成有SPM的液膜的状态下，通过灯加热器向基板放射红外线。由此，SPM的液膜通过灯加热器被加热。
[0013]在使用高温的药液的单片式基板处理装置中，基板上的药液的温度上发生偏差时，无法对基板实施均匀地处理。另外，基板上的药液的加热效率降低时，通过药液实施的基板的处理效率降低。
[0014]本发明的另一目的在于提供一种能够通过已加热的药液实施均匀且有效的处理的基板处理装置。
[0015](I)根据本发明的一方面的基板处理装置，其具有:
[0016]处理单元，该处理单元包括向基板供给处理液的处理液喷嘴；
[0017]多个罐，该多个罐包括供给用罐、回收用罐以及调整用罐；以及
[0018]路线构成部，该路线构成部以使从所述供给用罐将处理液供给至所述处理液喷嘴的供给动作、从处理单元将处理液回收至回收用罐的回收动作、以及调整贮留于调整用罐的处理液的浓度的调整动作并行实施的方式构成处理液的路线，
[0019]并且，路线构成部变更处理液的路线，以使在回收动作终止之后将回收用罐变更为调整用罐，并且，在调整动作终止之后使已调整的处理液供给于处理单元。
[0020]在该基板处理装置中，并行实施供给动作以及回收动作。通过供给动作，将处理液从供给用罐供给至处理液喷嘴，通过回收动作，将处理液从处理单元回收至回收用罐。另夕卜，通过调整动作，贮留于调整用罐的处理液的浓度被调整。
[0021]此时，对调整用罐并不供给从处理单元回收的处理液。因此，在调整用罐中能够正确地调整处理液的浓度。调整动作终止之后，在调整用罐中已调整的处理液供给于处理单元。其中，调整的处理液从调整用罐经由供给用罐供给至处理液喷嘴，或者从调整用罐供给至处理液喷嘴。由此，能够通过已正确调整浓度的处理液处理基板。另外，回收动作终止之后，回收用罐变更为调整用罐。由此，能够正确调整通过回收动作已回收的处理液的浓度。
[0022]通过上述方式，未停止供给动作以及回收动作并且能够正确调整处理液的浓度。其结果，能够防止基板的处理效率降低并且能够实施高精度且均匀的处理。
[0023](2)路线构成部可变更处理液的路线，以使在调整动作终止之后将已调整的处理液从调整用罐供给至供给用罐，并且在处理液供给至供给用罐之后将调整用罐变更为回收用罐。
[0024]此时，调整动作终止之后，已调整的处理液供给至供给用罐。由此，已调整的处理液从调整用罐经由供给用罐供给至处理液喷嘴。另外，调整用罐变更为回收用罐，回收用罐变更为调整用罐。由此，未中断供给动作以及回收动作，并且能够正确调整处理液的浓度。另外，对供给用罐并不供给已回收的处理液，而供给已调整的处理液，因此，可防止供给用罐的污染，并且可使供给用罐内的处理液的浓度保持一定。
[0025](3)多个罐包括第一罐、第二罐以及第三罐，
[0026]第一罐为供给用罐，
[0027]第二或者第三罐的任意一个设定成回收用罐，
[0028]第二或者第三罐的任意另一个设定成调整用罐，
[0029]并且，路线构成部包括:
[0030]实施从第一罐将处理液供给至处理液喷嘴的供给动作的第一处理液供给体系；
[0031]实施从处理单元将处理液选择性地回收至第二罐以及第三罐中的一个罐的回收动作的处理液回收体系；
[0032]实施调整贮留于第二罐以及第三罐中的另一个罐的处理液的浓度的调整动作的浓度调整装置；以及
[0033]通过浓度调整装置实施的调整动作终止之后，将已调整的处理液从另一个罐供给至第一罐的第二处理液供给体系，
[0034]并且，处理液回收体系交替实施从处理单元至第二罐的回收动作以及从处理单元至第三罐的回收动作，
[0035]并且，浓度调整装置可交替实施第三罐中的调整动作以及第二罐中的调整动作。
[0036]此时，第一罐可作为供给用罐所使用。由此，通过第一处理液供给体系实施从第一罐至处理液喷嘴的供给动作。另外，第二罐以及第三罐交替设定成回收用罐以及调整用罐。由此，未中断供给动作以及回收动作，并且能够正确调整处理液的浓度。
[0037](4)路线构成部可变更处理液的路线，以使在调整动作终止之后将调整用罐变更为供给用罐，并且在供给动作终止之后将供给用罐变更为回收用罐。
[0038]此时，在调整动作终止之后将调整用罐变更为供给用罐。由此，从变更后的供给用罐，已调整的处理液供给至处理液喷嘴。另外，在供给动作终止之后，供给用罐变更为回收用罐。由此，从处理单元，处理液回收至变更后的回收用罐。此外，在回收动作终止之后，回收用罐变更为调整用罐。由此，在变更后的调整用罐中处理液的浓度被调整。通过上述方式，未中断供给动作以及回收动作，并且能够正确调整处理液的浓度。
[0039](5)多个罐包括第一罐、第二罐以及第三罐，
[0040]第一罐、第二罐或者第三罐的任意一个设定成供给用罐，
[0041]第一罐、第二罐或者第三罐的任意另一个设定成回收用罐，
[0042]第一罐、第二罐或者第三罐的任意其余另一个设定成调整用罐，
[0043]并且，路线构成部包括:
[0044]实施从设定成供给用罐的第一罐、第二罐或者第三罐将处理液供给至处理液喷嘴的供给动作的处理液供给体系；
[0045]实施从处理单元将处理液选择性地回收至设定成回收用罐的第一罐、第二罐或者第三罐的回收动作的处理液回收体系；以及
[0046]实施调整贮留于设定成调整用罐的第一罐、第二罐或者第三罐的处理液的浓度的调整动作的浓度调整装置，
[0047]并且，处理液供给体系依次实施从第一罐至处理液喷嘴的供给动作、从第二罐至处理液喷嘴的供给动作以及从第三罐至处理液喷嘴的供给动作，
[0048]并且，处理液回收体系依次实施从处理单元至第二罐的回收动作、从处理单元至第三罐的回收动作以及从处理单元至第一罐的回收动作，
[0049]并且，浓度调整装置可依次实施第三罐中的调整动作、第一罐中的调整动作以及第二罐中的调整动作。
[0050]此时，第一罐、第二罐以及第三罐各自可依次作为供给用罐、回收用罐以及调整用罐所使用。由此，未中断供给动作以及回收动作，并且能够正确调整处理液的浓度。
[0051](6)基板含有由第一材料形成的第一膜和由第二材料形成的第二膜，
[0052]处理液含有以比第二材料高的速率对第一材料进行选择性蚀刻的成分，
[0053]调整动作可包括调整处理液中的成分的浓度的处理。
[0054]此时，通过调整动作来调整成分，以比第二材料高的速率对第一材料进行选择性蚀刻。由此，能够正确去除第一膜以及第二膜中的第一膜，并且能够使第二膜残留。
[0055](7)第一材料含有氮化硅，第二材料含有氧化硅，
[0056]处理液为含有硅以及磷酸的溶液，
[0057]调整动作可包括调整溶液中的硅的浓度的处理。
[0058]娃抑制氧化娃的刻蚀速率(etching rate)。由此，通过对基板供给处理液，能够选择性地去除含有氮化硅的第一膜以及含有氧化硅的第二膜中的第一膜。
[0059](8)处理液喷嘴向基板作为处理液供给药液，
[0060]并且，处理单元还包括:
[0061]从处理液喷嘴向基板供给药液时以水平姿势保持基板并且使基板以绕上下方向的轴的方式进行旋转的基板保持装置；
[0062]用于加热通过处理液喷嘴供给在基板上的药液的加热装置；以及
[0063]向加热装置供给气体的气体供给体系，
[0064]并且，加热装置包括:
[0065]发生红外线的红外线发生器；
[0066]配置于红外线发生器和通过基板保持装置进行保持的基板之间使红外线透过的第一板状部件；以及
[0067]配置于第一板状部件和通过基板保持装置进行保持的基板之间使红外线透过的第二板状部件，
[0068]并且，在第一板状部件和第二板状部件之间形成有通过气体供给体系供给气体的气体通路，并且，可设置有第一排出开口，该第一排出开口将气体通路中的气体向通过基板保持装置进行保持的基板的外周部的外方排出。
[0069]此时，药液从处理液喷嘴供给至通过基板保持装置以水平姿势进行保持的基板上。另外，通过加热装置的红外线发生器发生红外线。红外线透过第一板状部件以及第二板状部件照射到基板上的药液。由此，药液被加热。
[0070]此时，在第一板状部件和第二板状部件之间的气体通路中通过气体供给体系供给有气体。气体流动于气体通路内而由第一排出开口排出。由此，从通过红外线发生器的辐射热加热的第一板状部件至第二板状部件的热传导被阻止或者降低。因此，即使在第二板状部件上附着有基板上的药液或者药液的飞沫，也可抑制第二板状部件和药液的反应。因此，可防止在第二板状部件上产生雾化(曇*9 )的现象，且可对基板上的药液均匀地照射红外线。另外，气体通路的气体从第一排出开口向基板的外周部的外方排出。因此，可防止通过气体基板上的药液被局部冷却的现象。其结果，能够实施通过已加热的药液进行的均匀且有效的处理。
[0071](9)根据本发明的另一方面的基板处理方法，其为使用基板处理装置的基板处理方法，
[0072]并且，基板处理装置包括:
[0073]向基板供给处理液的处理液喷嘴；以及
[0074]包括供给用罐、调整用罐以及回收用罐的多个罐，
[0075]并且，基板处理方法包括:
[0076]并行实施从供给用罐将处理液供给至处理液喷嘴的供给动作、从处理单元将处理液回收至回收用罐的回收动作以及调整贮留于调整用罐的处理液的浓度的调整动作的步骤；
[0077]回收动作终止之后将回收用罐变更为调整用罐的步骤；以及
[0078]变更处理液的路线以使在调整动作终止之后已调整的处理液供给于处理单元的步骤。
[0079]在该基板处理方法中，并行实施供给动作以及回收动作。通过供给动作，从供给用罐将处理液供给至处理液喷嘴，通过回收动作，从处理单元将处理液回收至回收用罐。另夕卜，通过调整动作，贮留于调整用罐的处理液的浓度被调整。
[0080]此时，对调整用罐并不供给从处理单元回收的处理液。因此，在调整用罐中，能够正确调整处理液的浓度。在调整动作终止之后，在调整用罐中已调整的处理液供给于处理单元。其中，已调整的处理液从调整用罐经由供给用罐供给至处理液喷嘴，或者从调整用罐供给至处理液喷嘴。由此，能够通过已正确调整浓度的处理液处理基板。另外，在回收动作终止之后，回收用罐变更为调整用罐。由此，能够正确调整通过回收动作回收的处理液的浓度。
[0081]通过上述方式，未停止供给动作以及回收动作，且能够正确调整处理液的浓度。其结果，能够防止基板的处理效率降低并且能够实施高精度且均匀的处理。
[0082](10)根据本发明的另一方面的基板处理装置，其具有:
[0083]以水平姿势保持基板并且使基板以绕上下方向的轴的方式进行旋转的基板保持装置；
[0084]对通过基板保持装置进行保持的基板供给药液的药液供给体系；
[0085]用于加热通过药液供给体系供给在基板上的药液的加热装置；以及
[0086]向加热装置供给气体的气体供给体系，
[0087]并且，加热装置包括:
[0088]发生红外线的红外线发生器；
[0089]配置于红外线发生器和通过基板保持装置进行保持的基板之间使红外线透过的第一板状部件；以及
[0090]配置于第一板状部件和通过基板保持装置进行保持的基板之间使红外线透过的第二板状部件，
[0091]并且，在第一板状部件和第二板状部件之间形成有通过气体供给体系供给气体的气体通路，并且，设置有第一排出开口，该第一排出开口将气体通路中的气体向通过基板保持装置进行保持的基板的外周部的外方排出。
[0092]在该基板处理装置中，药液通过药液供给体系供给至通过基板保持装置以水平姿势进行保持的基板上。另外，通过加热装置的红外线发生器发生红外线。红外线透过第一板状部件以及第二板状部件照射到基板上的药液。由此，药液被加热。
[0093]此时，在第一板状部件和第二板状部件之间的气体通路中通过气体供给体系供给有气体。气体流动于气体通路内而由第一排出开口排出。由此，从通过红外线发生器的辐射热加热的第一板状部件至第二板状部件的热传导被阻止或者降低。因此，即使在第二板状部件上附着有基板上的药液或者药液的飞沫，也可抑制第二板状部件和药液的反应。因此，可防止在第二板状部件上产生雾化的现象，且可对基板上的药液均匀地照射红外线。另夕卜，气体通路的气体从第一排出开口向基板的外周部的外方排出。因此，可防止通过气体基板上的药液被局部冷却的现象。其结果，能够实施通过已加热的药液进行的均匀且有效的处理。
[0094](11)第一排出开口，可将气体通路中的气体从基板的外周部的基板的半径方向的外侧位置向基板的外方排出。
[0095]