TWI619142B - Substrate processing apparatus and substrate processing method - Google Patents

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Konosuke Hayashi
Katsuhiro Yamazaki
Yuki Saito
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Abstract

在處理至少形成有氮化膜與氧化膜之基板的基板處理裝置中，具有：磷酸水溶液貯留部，將磷酸水溶液貯留；磷酸水溶液供給部，透過磷酸水溶液供給配管將磷酸水溶液供給至前述磷酸水溶液貯留部；二氧化矽添加劑供給部，透過二氧化矽添加劑供給配管將二氧化矽添加劑供給至前述磷酸水溶液貯留部；水供給部，透過水供給配管將水供給至前述磷酸水溶液貯留部；以及處理部，藉由貯留在前述磷酸水溶液貯留部的前述磷酸水溶液來將前述基板進行處理，又，前述二氧化矽添加劑供給配管是連接於前述水供給配管的途中，即使是使用了二氧化矽添加劑的處理，也可以用適當的二氧化矽濃度來執行基板處理。

Description

基板處理裝置及基板處理方法
發明領域 本發明是有關於一種基板處理裝置及基板處理方法。
發明背景 已知一種在半導體裝置或液晶顯示裝置等電子零件之濕蝕刻製程使用的基板處理裝置(例如，日本專利公開公報：特開2014－209581號公報)。基板處理裝置例如對於半導體基板上的氮化膜與氧化膜選擇性地進行蝕刻。
在製造半導體元件的製程中，會在半導體基板上積層蝕刻對象膜之氮化膜(例如，SiN膜)、以及蝕刻停止膜之氧化膜(例如，SiO2 )，將氮化膜使用磷酸水溶液(H3 PO4 )等藥液來進行蝕刻處理。不過，若半導體元件漸趨細微化，則膜本身會呈薄膜，所以必須提高蝕刻對象膜與蝕刻停止膜的選擇比。若無法充分調整此選擇比，在蝕刻製程中蝕刻停止膜會消失，還會將基底的膜蝕刻掉，而對元件製造產生不良影響。
發明概要 在上述基板處理裝置中已知下述之點。亦即，已知：若在磷酸水溶液中使二氧化矽濃度較高，則氮化膜與氧化膜的選擇比會變高。通常，提高磷酸中之二氧化矽濃度的方法，已知有使用二氧化矽添加劑的方法。但是，當例如將二氧化矽添加劑在維持較濃的狀態下加至高溫的磷酸水溶液時，則二氧化矽添加劑會在配管的途中凝聚，此時，由於無法將預定量的二氧化矽添加於磷酸水溶液，所以會有蝕刻對象膜之選擇比不安定之虞。也就是說，難以以適當的二氧化矽濃度進行基板處理。此問題並不限於蝕刻處理，在使用二氧化矽添加劑的處理中也可能會產生。
因此，本發明之實施形態的目的在於：提供一種即使是使用了二氧化矽添加劑的處理，也可以以適當的二氧化矽濃度執行基板處理的基板處理裝置及基板處理方法。
本發明之實施形態的基板處理裝置，是處理至少形成有氮化膜與氧化膜之基板的基板處理裝置，其具有：磷酸水溶液貯留部，將磷酸水溶液貯留；磷酸水溶液供給部，透過磷酸水溶液供給配管將磷酸水溶液供給至前述磷酸水溶液貯留部；二氧化矽添加劑供給部，透過二氧化矽添加劑供給配管將二氧化矽添加劑供給至前述磷酸水溶液貯留部；水供給部，透過水供給配管將水供給至前述磷酸水溶液貯留部；以及處理部，藉由貯留在前述磷酸水溶液貯留部的前述磷酸水溶液來將前述基板進行處理，又，前述二氧化矽添加劑供給配管是連接於前述水供給配管的途中。
本發明之實施形態的基板處理裝置，是處理至少形成有氮化膜與氧化膜之基板的基板處理裝置，其具有：磷酸水溶液貯留部，將磷酸水溶液貯留；磷酸水溶液供給部，透過磷酸水溶液供給配管將磷酸水溶液供給至前述磷酸水溶液貯留部；二氧化矽添加劑供給部，透過二氧化矽添加劑供給配管將二氧化矽添加劑供給至前述磷酸水溶液貯留部；水供給部，透過水供給配管將水供給至前述磷酸水溶液貯留部；以及處理部，藉由貯留在前述磷酸水溶液貯留部的前述磷酸水溶液來將前述基板進行處理，又，在前述水供給配管的途中，分別連接有前述二氧化矽添加劑供給配管、及前述磷酸水溶液供給配管。
本發明之實施形態的基板處理方法，是處理至少形成有氮化膜與氧化膜之基板的基板處理方法，其具有如下之步驟：透過磷酸水溶液供給配管將磷酸水溶液供給至可貯留磷酸水溶液的磷酸水溶液貯留部；透過水供給配管將水供給至前述磷酸水溶液貯留部；透過連接於前述水供給配管的二氧化矽添加劑供給配管，將二氧化矽添加劑供給至前述磷酸水溶液貯留部；以及在供給了前述二氧化矽添加劑之後，將水供給至前述水供給配管，把附著在前述水供給配管的前述二氧化矽添加劑洗淨。
較佳實施例之詳細說明 以下，一面參照圖示一面說明本發明之實施形態。
圖1是示意地顯示本發明之第1實施形態的基板處理裝置的說明圖。
圖2是顯示同基板處理裝置中之純水、磷酸水溶液、二氧化矽添加劑的供給時機的說明圖。另外，在圖1中，W是表示成為藥液處理對象的半導體晶圓等基板，在其表面，積層有蝕刻對象膜之氮化膜(例如，SiN膜)、以及蝕刻停止膜之氧化膜(例如，SiO2 膜)。而且，基板處理裝置10是以濕蝕刻裝置為例。
如圖1所示，基板處理裝置10具備有：將磷酸水溶液貯留、加熱的加熱貯留部20；將水、磷酸水溶液、二氧化矽添加劑供給至此加熱貯留部20的供給部30；將已加熱之磷酸水溶液暫時地貯留的緩衝部40；把已回收之磷酸水溶液再加熱的再加熱部50；將基板W進行濕蝕刻處理的處理部60；把殘留在處理部60的磷酸水溶液回收的回收部70；以及連繫控制該等各部的控制部100。
加熱貯留部20具備有：將預定之二氧化矽濃度的磷酸水溶液貯留的槽21；把此槽21內之磷酸水溶液加熱的加熱器22；設在槽21，可檢測貯留在槽21內的磷酸水溶液之二氧化矽濃度的二氧化矽濃度檢測部23；檢測磷酸水溶液之磷酸濃度的磷酸濃度檢測部25；檢測磷酸水溶液之液面高度的液面檢測部26；以及沒有圖示的攪拌裝置。槽21是可貯留磷酸水溶液之上部開放的槽。此槽21例如藉由氟系之樹脂或石英等材料而形成。二氧化矽濃度檢測部23、磷酸濃度檢測部25、液面檢測部26是與控制部100連接，分別將檢測出的二氧化矽濃度、磷酸濃度、磷酸水溶液之液面高度輸出至控制部100。槽21是透過供給配管24而與後述之槽41連接。在供給配管24的途中，設有開閉閥24a。
供給部30具備有：水供給部31、二氧化矽添加劑供給部32、以及磷酸水溶液供給部33。
水供給部31具備有：從外部將水(純水)供給至槽21的水供給配管31a；以及設在此水供給配管31a途中的開閉閥31b。二氧化矽添加劑供給部32具備有：貯留二氧化矽添加劑的槽32a；把貯留在此槽32a的二氧化矽添加劑供給至槽21的二氧化矽添加劑供給配管32b；以及設在此二氧化矽添加劑供給配管32b途中的泵32c及開閉閥32d。二氧化矽添加材例如可使用研磨劑等所使用之液狀的膠態二氧化矽。二氧化矽添加劑供給配管32b在合流部A與水供給配管31a之途中連接。在此，在本實施形態中，把水供給配管31a中，從合流部A、到水供給配管31a之吐出口為止，稱為合流配管34。
合流配管34的一端(合流配管34之吐出側)，是從槽21的上部進入槽21內。因此，純水可以從水供給配管31a，經由合流配管34而供給至槽21。又，二氧化矽添加劑可從二氧化矽添加劑供給配管32b，經由合流配管34而供給至槽21。
磷酸水溶液供給部33具備有：從外部將磷酸水溶液供給至槽21的磷酸水溶液供給配管33a；以及設在此磷酸水溶液供給配管33a途中的開閉閥33b。
磷酸水溶液供給配管33a位於槽21的上部，磷酸水溶液供給配管33a的吐出側是進入至槽21。另外，槽21也可為上部不開放。又，合流配管34及磷酸水溶液供給配管33a的吐出側也無須進入至槽21，僅相連接亦可。
緩衝部40具備有：把已加熱之磷酸水溶液及再利用之磷酸水溶液暫時地貯留的上部開放之槽41。在槽41之下，設置有可將磷酸水溶液及再利用之磷酸水溶液加熱的加熱器41a。又，在槽41，設有可檢測貯留在槽41內的磷酸水溶液之液面高度的液面檢測部41b，檢測出的液面高度會被輸出至控制部100。另外，槽41也可為上部不開放。從槽41至處理部60，連接有吐出配管42。在吐出配管42的途中，設有泵42a、過濾器42b、開閉閥42c。又，在過濾器42b與開閉閥42c之間，連接有循環配管43之一端。循環配管43的另一端，與後述之再加熱部50的槽51連接。
再加熱部50具備有：回收在處理部60所使用過之磷酸水溶液的上部開放之槽51；將此槽51內之磷酸水溶液加熱的加熱器52；以及把磷酸水溶液從槽51供給至槽41的供給配管53。
處理部60具有如下的機能：使用預定之二氧化矽濃度的磷酸水溶液，把半導體基板等之基板W表面上的氮化膜，相對於氧化膜選擇性地蝕刻而除去。此處理部60具備有：處理室61，具有保持基板W並使之旋轉的旋轉機構；以及噴嘴62，把預定之二氧化矽濃度的磷酸水溶液供給至該處理室61內的基板W上。此噴嘴62是吐出配管42之一端部，會從該噴嘴62將預定之二氧化矽濃度的磷酸水溶液吐出而作為處理液。亦即，處理部60向旋轉的基板W表面從噴嘴62供給預定之二氧化矽濃度的磷酸水溶液來作為處理液，藉此，可選擇性地除去基板W之表面上的氮化膜。
回收部70具有連接於再加熱部50之槽51的回收配管71，在回收配管71的途中，設有泵71a。
控制部100具備有集中地控制各部的微電腦，更具備有記憶關於濕蝕刻之各種處理資訊或各種程式等的記憶部。控制部100具備有如下的機能：根據各種處理資訊或各種程式，當在二氧化矽濃度檢測部23所檢測出的磷酸水溶液之二氧化矽濃度，比容許值(預定之濃度幅度)低時，把二氧化矽添加劑供給至槽21。
又，控制部100可控制上述之開閉閥24a等、泵32c等、加熱器22等，以實現上述的機能。控制的內容容後再述。
在如此構成之基板處理裝置10中，如下般地進行濕蝕刻處理。另外，開始時所有的開閉閥為關閉。一開始，控制部100開啟開閉閥33b，透過磷酸水溶液供給配管33a把磷酸水溶液供給至槽21內。由於被供給至槽21內的磷酸水溶液之二氧化矽濃度為非常接近0％的狀態，所以控制部100開啟開閉閥32d並且驅動泵32c，把槽32a內的二氧化矽添加劑透過二氧化矽添加劑供給配管32b及合流配管34供給至槽21。也就是說，把磷酸水溶液供給至槽21內，同時也把二氧化矽添加劑供給至槽21內。另外，由於槽21的容積為已知，所以在此階段，應供給至槽21的磷酸水溶液之供給量、以及與其供給量相應的二氧化矽添加劑之量也為已知。因此，事先設定好之預定量的磷酸水溶液與預定量的二氧化矽添加劑被供給至槽21後，控制部100將開閉閥32d與開閉閥33b關閉，停止磷酸水溶液與二氧化矽添加劑的供給。接著，控制部100開啟開閉閥31b，把事先設定好之預定量的純水透過水供給配管31a及合流配管34供給至槽21。此時，藉由流通於合流配管34的純水，會沖走在前述之二氧化矽添加劑供給時殘留在合流配管34內的二氧化矽添加劑，而進行合流配管34內的洗淨。使用於此洗淨的純水，會被供給至槽21。接著，當結束合流配管34內之洗淨，則控制部100將開閉閥31b關閉。之後，當在二氧化矽濃度檢測部23所檢測之磷酸水溶液的二氧化矽濃度比事先設定好的容許值(預定之濃度幅度)低時，會隨時進行此二氧化矽添加劑供給動作、以及水之洗淨動作。此點之詳細容後再述。
另外，被供給至槽21內的溶液，會以前述之未圖示的攪拌裝置進行攪拌。又，已說明了把事先設定好之預定量的磷酸水溶液與二氧化矽添加劑供給至濕蝕刻處理開始時之槽21的情形，但控制部100也可根據分別來自於液面檢測部26、二氧化矽濃度檢測部23的輸出訊號，控制開閉閥33b、32d，藉此，來控制供給量。
又，當在二氧化矽濃度檢測部23所檢測之磷酸水溶液的二氧化矽濃度比事先設定好的容許值高時，控制部100開啟開閉閥33b，把磷酸水溶液供給至槽21內。此時之磷酸水溶液供給，是在二氧化矽濃度檢測部23所檢測之二氧化矽濃度值進入了容許值的階段停止。又，當藉由磷酸濃度檢測部25所檢測出的貯留在槽21的磷酸水溶液之磷酸濃度，變得比事先設定好的容許值高時，控制部100會開啟開閉閥31b，把純水透過水供給配管31a與合流配管34而供給至槽21。又，當在液面檢測部26所檢測之槽21內的磷酸水溶液之液面高度，比事先設定好的容許值(預定之高度幅度)低時，也會從磷酸水溶液供給部33將磷酸水溶液供給至槽21，直到在液面檢測部26所檢測之液面高度進行容許值為止。此時，當藉由二氧化矽濃度檢測部23，檢測到貯留在槽21內的磷酸水溶液之二氧化矽濃度變得比容許值低，則會從二氧化矽添加劑供給部32，透過二氧化矽添加劑供給配管32b與合流配管34而將二氧化矽添加劑供給至槽21。然後，在二氧化矽添加劑之供給結束之後，會馬上與上述一樣地進行純水之合流配管34的洗淨。
控制部100將電力供給至加熱器22，把磷酸水溶液的溫度維持在例如150～160℃。然後，以二氧化矽濃度檢測部23所檢測出的二氧化矽濃度已進入了容許值作為條件，控制部100開啟開閉閥24a。也可將磷酸濃度檢測部23所檢測出的磷酸濃度已進入了容許值這個條件，加入開啟開閉閥24a的條件。另外，控制部100在開閉閥24a開啟時，使來自於二氧化矽濃度檢測部23、磷酸濃度檢測部25、液面檢測部26的輸出訊號無效化。當開閉閥24a開啟，則槽21內的磷酸水溶液會流入槽41。藉由加熱器41a，槽41內的磷酸水溶液之溫度會維持在150～160℃。此時，控制部100驅動泵42a，藉此，磷酸水溶液會透過循環配管43而流入槽51。在槽51，透過循環配管43而循環、或是如後述般從處理部60回收的磷酸水溶液，會藉由加熱器52而維持在例如150～160℃。槽51內的磷酸水溶液會透過供給配管53而回到槽41。以下，繼續上述之磷酸水溶液的循環。另外，控制部100當藉由液面檢測部41b，檢測到槽41內之磷酸水溶液的液面高度已進入事先設定好的容許值，則將開閉閥24a關閉。
藉由處理部內之機構把成為處理對象之基板W保持在處理部60內，並在使基板W旋轉的狀態下，控制部100開啟開閉閥42c。藉此，從噴嘴62將磷酸水溶液供給至基板W上，進行濕蝕刻處理。
在被供給了磷酸水溶液的基板W，會將氮化膜與氧化膜進行蝕刻處理。此時，由於從噴嘴62，把已管理為預定之二氧化矽濃度的磷酸水溶液供給至基板W，所以可以用所需之選擇比來進行蝕刻。
從基板W的表面流至處理室61之底面的磷酸水溶液，會流通於與該底面連接之回收配管71而藉由泵71a之驅動被回收至槽51。使用了磷酸水溶液之蝕刻處理後的基板W，之後，會施行純水之水洗、或使用具速乾性之有機溶劑(異丙醇等)的乾燥，而送至下個半導體製造製程。另外，磷酸水溶液、純水、有機溶劑，是以分離回收機構(未圖示)個別地回收。
如上所述，透過緩衝部40，從槽21把具有預定之二氧化矽濃度的磷酸水溶液供給至處理部60，進行基板W的處理。
接著，使用圖2來說明在基板處理裝置10之蝕刻處理中對槽21供給磷酸水溶液、純水、二氧化矽添加劑之時機。
關於磷酸水溶液，是在藉由液面檢測部26檢測到槽21內之磷酸水溶液的液面高度變得比容許值低時，開啟開閉閥33b，將磷酸水溶液供給至槽21內。
關於純水，由於磷酸水溶液一直是被加熱中，所以水分會蒸發，磷酸水溶液的濃度會一點一點地變濃，因此在一定的時機開啟開閉閥31b，透過水供給配管31a及合流配管34而供給至槽21。另外，也可根據設在槽21的磷酸濃度檢測部25之輸出訊號，控制開閉閥31b，而將純水供給至槽21，來代替定期地供給純水。
關於二氧化矽添加劑，本實施形態的情況，主要是隨著對槽21供給磷酸水溶液而進行，當在二氧化矽濃度檢測部23所檢測的磷酸水溶液之二氧化矽濃度比容許值低時，開啟開閉閥32d，驅動泵32c而藉此把二氧化矽添加劑透過二氧化矽添加劑供給配管32b及合流配管34供給至槽21。另外，供給時機可為磷酸水溶液之供給前(圖2中α1)、供給中(圖2中α2)、供給後(圖2中α3)之任一者。另一方面，為了防止二氧化矽添加劑在合流配管34內乾燥而塞住，控制部100在關閉了開閉閥32d之後，也就是在二氧化矽添加劑之供給之後，馬上開啟開閉閥31b，透過水供給配管31a把事先設定好的預定量之純水供給至合流配管34內。亦即，當二氧化矽添加劑之供給時機為圖2中α1時，在圖2中β1之時機供給純水。同樣地，當二氧化矽添加劑之供給時機為圖2中α2時，在圖2中β2之時機供給純水。又，當二氧化矽添加劑之供給時機為圖2中α3時，在圖2中β3之時機供給純水。藉此，將二氧化矽添加劑從合流配管34沖洗掉。
另外，在把二氧化矽添加劑供給至槽21之後流至合流配管34之純水的事先設定好之預定量，例如可以用沖洗的時間來進行管理。亦即，可以使開閉閥31b的開放時間為如下的時間：藉由實驗等事先求出將二氧化矽添加劑沖洗乾淨的時間，而從該實驗結果定出的時間。另外，為了在結束供給二氧化矽添加劑之後，立刻供給純水，宜在關閉開閉閥32d時同時地開啟開閉閥31b。
在此，假設沒有藉由純水來洗淨合流配管34的情況，說明二氧化矽添加劑在合流配管34內凝聚的原理。亦即，二氧化矽添加劑當時間經過，水分會消失而乾燥，在合流配管34內會析出二氧化矽添加劑。當每次供給二氧化矽添加劑都產生此現象時，則二氧化矽添加劑會附著於合流配管34內壁，而慢慢地堆積。不久，二氧化矽添加劑會變硬成凝膠狀(凝聚)。因此，無法將適量的二氧化矽添加劑透過合流配管34而供給至槽21。所以，會無法使蝕刻時之氮化膜與氧化膜的選擇比安定，而會導致蝕刻不良。
因此，在本實施形態中，如前所述，在透過合流配管34將二氧化矽添加劑供給至槽21後，把純水流至合流配管34，藉著此純水來將合流配管34內洗淨，藉此來解決此問題。因此，可以用適當的二氧化矽濃度來執行基板處理。
又，如圖1所示之本實施形態，當合流配管34之吐出側的一部分進入了槽21內之狀態時，在槽21內，由於磷酸水溶液被加熱，所以會呈產生磷酸與水之高溫蒸氣的狀態。因此，高溫的蒸氣會侵入合流配管34內。當在此狀態下二氧化矽添加劑通過合流配管34，則二氧化矽添加劑會與作為酸的磷酸反應，由此，成為容易奪去二氧化矽添加劑之水分的狀態。因此，在上述構成的情況下，二氧化矽添加劑會傾向於在合流配管34內析出，成為凝膠狀而附著在合流配管34內壁。所以，無法將適量的二氧化矽添加劑，透過合流配管34而供給至槽21。因此，由於無法使蝕刻時之氮化膜與氧化膜的選擇比安定，所以會導致蝕刻不良。
在此，本實施形態中，即使是在將二氧化矽添加劑供給至槽21前的時機也可把事先定好的預定量之純水供給至合流配管34，以純水來沖洗合流配管34內的磷酸水溶液，藉此來解決此問題。由此，即使是上述構成，也可用適當的二氧化矽濃度來執行基板處理。
將二氧化矽添加劑供給至槽21前的時機之例，是列舉了在把二氧化矽添加劑供給至合流配管34之前，但只要是在隨著前次之二氧化矽添加劑供給的純水供給結束時機、到這次之二氧化矽添加劑供給時機之間即可。又，例如在隨著前次之二氧化矽添加劑供給的純水供給結束時機、到這次之二氧化矽添加劑供給時機之間的時間較短的情況下，在如先前所述，判斷為高溫蒸氣對合流配管34之侵入的影響較少時，也可省略二氧化矽添加劑之供給前的使用純水之洗淨。
另外，在本實施形態中，二氧化矽添加劑供給前之水的供給量，可以比添加後的供給量多。亦即，相對於在二氧化矽添加劑供給前所供給的水，主要的目的是使附著在合流配管34內的磷酸(蒸氣)，全部從合流配管34內排出，在二氧化矽添加劑供給後所供給的水，主要目的則是使二氧化矽添加劑具有流動性，而不會留在合流配管34內。在此，水供給配管31a的開閉閥31b，宜為可調整流量的機構。
如此，在基板處理裝置10中，當槽21內之磷酸水溶液的二氧化矽濃度比容許值低之時，可以把二氧化矽添加劑，透過合流配管34而供給至槽21，而使二氧化矽濃度維持為一定。
而且，在本實施形態中，是在把二氧化矽添加劑供給至合流配管34之後，馬上透過水供給配管31a將純水供給至此合流配管34並供給預定時間。藉此，附著在合流配管34內的二氧化矽添加劑，會藉著純水而從合流配管34被沖洗掉。因此，在每次透過合流配管34供給二氧化矽添加劑之時，並且是在二氧化矽添加劑之供給後對於此合流配管34流通純水，藉此，來將附著在合流配管34內壁的二氧化矽添加劑洗淨而除去，所以，在合流配管34內，可以抑制二氧化矽添加劑的析出或凝膠化的產生，而可防止合流配管34塞住。又，藉著防止合流配管34塞住，可在每次供給二氧化矽添加劑時，都對槽21供給適量的二氧化矽添加劑。藉此，由於在槽21會貯留具有適當之二氧化矽濃度的磷酸水溶液，所以可以使蝕刻時之氮化膜與氧化膜的選擇比安定，而可防止蝕刻不良的產生。也就是說，可以用適當的二氧化矽濃度來執行基板處理。
又，是在透過合流配管34將二氧化矽添加劑供給至槽21之前，把純水供給至合流配管34。這是因為在前述構成的情況下，高溫的蒸氣會混入合流配管34，包含在高溫蒸氣中的磷酸，會附著在合流配管34內壁。當附著在此合流配管34內壁的磷酸與二氧化矽添加劑接觸時，會產生磷酸奪去二氧化矽添加劑之水分的作用，結果，所析出的二氧化矽添加劑會附著在合流配管34的內壁。
因此，在透過合流配管34將二氧化矽添加劑供給至槽21前，把純水流至合流配管34而沖洗附著在合流配管34內的磷酸，藉此，即使把二氧化矽添加劑供給至合流配管34，也可防止二氧化矽添加劑在合流配管34內與磷酸接觸。藉此，即使是磷酸水溶液的蒸氣浸入合流配管時，也可抑制二氧化矽添加劑在合流配管34內析出或凝膠化而變硬，而可防止合流配管34內塞住。又，由於在槽21會貯留具有適當的二氧化矽濃度的磷酸水溶液，所以可以使蝕刻時之氮化膜與氧化膜的選擇比安定，而可防止蝕刻不良的產生。也就是說，可以用適當的二氧化矽濃度來執行基板處理。
圖3是示意地顯示本發明之第2實施形態的基板處理裝置10A的說明圖。在圖3中對於與圖1相同機能部分附加相同的符號，並省略其詳細說明。
在基板處理裝置10A中，於把水(純水)供給至槽21的水供給配管31a的途中，在合流部B連接有二氧化矽添加劑供給配管32b，在合流部C連接有磷酸水溶液供給配管33a。另外，在水供給配管31a中，把水供給部31側稱為上游側，與槽21對向之吐出口側稱為下游側，而比水供給配管31a中之合流部C還靠下游側，在本實施形態中是稱為合流配管34。又，在水供給配管31a中，合流部B是設在比合流部C還要靠下游側。也就是說，設置有使磷酸水溶液供給配管33a與水供給配管31a合流而供給至槽21的合流配管34，在此合流配管34的途中，連接有二氧化矽添加劑供給配管32b。
在本實施形態中，由於磷酸水溶液、二氧化矽添加劑流通於合流配管34，所以當磷酸水溶液附著在合流配管34的內壁，則如前所述，在供給了二氧化矽添加劑時，二氧化矽添加劑與磷酸水溶液會反應。例如，在透過合流配管34同時地供給磷酸水溶液與二氧化矽添加劑時，即使將磷酸水溶液與二氧化矽添加劑混合，二氧化矽添加劑也不會立刻析出。因此，在磷酸水溶液流動時，即使供給二氧化矽添加劑，藉由磷酸水溶液流動，二氧化矽添加劑也會一起流動。不過，不宜使磷酸水溶液與二氧化矽添加劑以混合的狀態，在留在合流配管34內的狀態下經過長時間。為了防止此情形，在透過合流配管34供給了二氧化矽添加劑之後把純水供給至合流配管34。又，在二氧化矽添加劑的供給前，把純水供給至合流配管34內而將合流配管內洗淨。這些點與第1實施形態相同。
在如此構成之基板處理裝置10A中，也在與上述之基板處理裝置10同樣的時機，供給磷酸水溶液、純水、二氧化矽添加劑。而且，在本實施形態中，也具有與第1實施形態同樣的作用效果。
圖4是示意地顯示本發明之第3實施形態的基板處理裝置10B的說明圖。在圖4中對於與圖1相同機能部分附加相同符號，並省略其詳細說明。
在基板處理裝置10B中，是在把水(純水)供給至槽21的水供給配管31a的途中，在合流部B連接有二氧化矽添加劑供給配管32b，在合流部C連接有磷酸水溶液供給配管33a。在水供給配管31a中，合流部B是設在比合流部C還靠上游側。又，水供給配管31a中比合流部B還靠下游側，在本實施形態中稱為合流配管34。也就是說，設置有使二氧化矽添加劑供給配管32b與水供給配管31a合流而供給至槽21的合流配管34，且在合流配管34的途中，連接有磷酸水溶液供給配管33a。
在如此構成之基板處理裝置10B中，也在與上述之基板處理裝置10同樣的時機，供給磷酸水溶液、純水、二氧化矽添加劑。又，在供給了二氧化矽添加劑之後又，在二氧化矽添加劑供給前，把純水供給至合流配管34內而將合流配管34內洗淨此點，與第1、第2實施形態一樣，具有同樣的作用效果。
在上述之實施形態中，是使用將基板W依1片、1片處理的單片式處理方法，但並不限於此，例如，也可使用將複數片基板W同時浸漬於處理槽而進行處理的分批式處理方法。
在分批式處理方法中，可以把使磷酸水溶液供給配管或二氧化矽添加劑供給配管在途中合流的水供給配管，直接或間接地連接於分批式處理槽，或是使槽21連接於分批式處理槽來進行實施。
又，吐出磷酸水溶液的噴嘴62，是舉例顯示了位置固定者，但也可為沿著基板W的表面掃描的構成。
又，在上述之實施形態中，沖洗二氧化矽添加劑的水與用來供給至槽21的水(隨著被加熱的磷酸水溶液之水分蒸發所進行的補充)，是由1個水供給部31進行供給，但也可另外設置用來供給至槽21之水的機構。
又，也可如圖1～圖3所示，在合流配管34設置開閉閥34a，使排出配管34b連接於比設有開閉閥34a的位置還靠上游側。在上述之各實施形態中，是構成為使洗淨了合流配管34之後的純水流至槽21。由於附著在合流配管34的二氧化矽添加劑，是應供給至槽21的供給量之一部分，所以藉著流至作為供給目的地之槽21，可以維持二氧化矽添加劑的必要量。但是，在考慮到用以洗淨附著在合流配管34之二氧化矽添加劑的純水量較多，會對貯留在槽21內的磷酸水溶液濃度產生影響時，在關閉了開閉閥34a的狀態下將洗淨水流至合流配管34，把洗淨後的水透過從合流配管34分岐的排出配管34b而排出至槽21以外。如此一來，即使洗淨水的量較多，也不會稀釋磷酸水溶液。又，在藉由洗淨可以除去例如變成硬塊而附著在合流配管34的二氧化矽添加劑時，可以防止該硬塊進入槽21。另外，雖然二氧化矽添加劑的必要量之一部分會被排出至外部，但是在比起二氧化矽添加劑的濃度降低而要優先防止合流配管34內的二氧化矽添加劑附著的情況下，是有效的。二氧化矽濃度的降低，可以藉著透過已洗淨之合流配管34再度供給二氧化矽添加劑而達成。
若考慮到要防止二氧化矽添加劑在配管內塞住，可盡可能地擴大在合流配管34中供給純水的範圍。為此，開閉閥34a宜盡量設在合流配管34的吐出口附近(水供給配管31a的下游端附近)，排出配管34b宜連接於比起開閉閥34a較靠近上游側、且為合流配管34的吐出側附近。
另外，開閉閥34a或排出配管34b，在使用於二氧化矽添加劑之供給前或是供給後之沖洗的純水量較少之情況等，也可如上述實施形態所說明般，不一定要設置。
又，設在二氧化矽添加劑供給配管32b的開閉閥32d，可靠近合流部A、B而配置。存在於開閉閥32d與槽32a之間的二氧化矽添加劑供給配管32b，由於通常不會與外部空氣接觸，所以在此二氧化矽添加劑供給配管32b內的二氧化矽添加劑不會產生析出、附著等。
又，在實施形態中，是在透過合流配管34供給了二氧化矽添加劑之後馬上使用純水來將合流配管34洗淨。這是為了將附著而殘留在合流配管34的二氧化矽添加劑洗淨除去。若考慮到此點，則純水的供給時機，宜在結束供給二氧化矽添加劑之後立刻供給純水，但也可從二氧化矽添加劑的供給結束之前就開始供給純水，只要是在二氧化矽添加劑的供給後、殘留在合流配管34的二氧化矽添加劑開始乾燥之前即可。
又，在實施形態中，已說明了在槽21、41、51本身具備有加熱器之例，但也可把循環槽內之磷酸水溶液的配管連接於各槽，在此配管途中設置加熱器，藉此，來將各槽內的磷酸溶液加熱。
又，在實施形態中，是以蝕刻處理裝置為例進行了說明，但只要是使用二氧化矽濃度經管理之磷酸水溶液的處理即可適用。
以上，已說明了本發明的幾個實施形態，但該等實施形態是作為舉例而提出的，並無意限定發明的範圍。該等新的實施形態，可以以其他各種形態來實施，在不脫離發明要旨的範圍內，進行各種省略、置換、變更。這些實施形態或其變形，皆包含在發明範圍或要旨，並且被包含在記載於申請專利範圍之發明以及與其均等的範圍內。
〔產業上之可利用性〕 可得到一種即使是使用了二氧化矽添加劑的處理，也可以以適當的二氧化矽濃度執行基板處理的基板處理裝置及基板處理方法。
10、10A、10B‧‧‧基板處理裝置
20‧‧‧加熱貯留部
21、32a、41‧‧‧槽
22、41a‧‧‧加熱器
23‧‧‧二氧化矽濃度檢測部
24、33a‧‧‧供給配管
24a、31b、32d、33b、34a、42c‧‧‧開閉閥
25‧‧‧磷酸濃度檢測部
26‧‧‧液面檢測部
30‧‧‧供給部
31‧‧‧水供給部
31a‧‧‧水供給配管
32‧‧‧二氧化矽添加劑供給部
32b‧‧‧二氧化矽添加劑供給配管
32c、42a、71a‧‧‧泵
33‧‧‧磷酸水溶液供給部
34‧‧‧合流配管
34b‧‧‧排出配管
40‧‧‧緩衝部
41b‧‧‧液面檢測部
42‧‧‧吐出配管
42b‧‧‧過濾器
43‧‧‧循環配管
50‧‧‧再加熱部
60‧‧‧處理部
61‧‧‧處理室
62‧‧‧噴嘴
70‧‧‧回收部
71‧‧‧回收配管
100‧‧‧控制部
A、B、C‧‧‧合流部
W‧‧‧基板
【圖1】　圖1是示意地顯示本發明之第1實施形態的基板處理裝置的說明圖。 【圖2】　圖2是顯示同基板處理裝置中之純水、磷酸水溶液、二氧化矽添加劑的供給時機的說明圖。 【圖3】　圖3是示意地顯示本發明之第2實施形態的基板處理裝置的說明圖。 【圖4】　圖4是示意地顯示本發明之第3實施形態的基板處理裝置的說明圖。

Claims (13)

  1. 一種基板處理裝置，是處理至少形成有氮化膜與氧化膜之基板的基板處理裝置，其特徵在於具有：磷酸水溶液貯留部，將磷酸水溶液貯留；磷酸水溶液供給部，透過磷酸水溶液供給配管將磷酸水溶液供給至前述磷酸水溶液貯留部；水供給部，透過水供給配管將水供給至前述磷酸水溶液貯留部；二氧化矽添加劑供給部，具有連接於前述水供給配管之途中的二氧化矽添加劑供給配管，透過該二氧化矽添加劑供給配管將二氧化矽添加劑供給至前述磷酸水溶液貯留部；處理部，藉由貯留在前述磷酸水溶液貯留部的前述磷酸水溶液來將前述基板進行處理；以及控制部，前述控制部是進行以下控制：使前述二氧化矽添加劑供給部透過前述二氧化矽添加劑供給配管將前述二氧化矽添加劑供給至前述磷酸水溶液貯留部的情況下，從前述二氧化矽添加劑之供給結束時到前述水供給配管中的前述二氧化矽添加劑之開始乾燥前的期間內，至少在任意時間點中，使前述水供給部供給前述水至前述水供給配管。
  2. 一種基板處理裝置，是處理至少形成有氮化膜與氧化膜之基板的基板處理裝置，其特徵在於具有：磷酸水溶液貯留部，將磷酸水溶液貯留； 磷酸水溶液供給部，透過磷酸水溶液供給配管將磷酸水溶液供給至前述磷酸水溶液貯留部；二氧化矽添加劑供給部，透過二氧化矽添加劑供給配管將二氧化矽添加劑供給至前述磷酸水溶液貯留部；水供給部，透過水供給配管將水供給至前述磷酸水溶液貯留部；處理部，藉由貯留在前述磷酸水溶液貯留部的前述磷酸水溶液來將前述基板進行處理；以及控制部，又，在前述水供給配管的途中，分別連接有前述二氧化矽添加劑供給配管、及前述磷酸水溶液供給配管，前述控制部是進行以下控制：使前述二氧化矽添加劑供給部透過前述二氧化矽添加劑供給配管將前述二氧化矽添加劑供給至前述磷酸水溶液貯留部的情況下，從前述二氧化矽添加劑之供給結束時到前述水供給配管中的前述二氧化矽添加劑之開始乾燥前的期間內，至少在任意時間點中，使前述水供給部供給前述水至前述水供給配管。
  3. 如請求項1或2之基板處理裝置，其中在前述水供給配管中，在比起連接有前述二氧化矽添加劑供給配管之合流部較靠前述磷酸水溶液貯留部側，更具備有從前述水供給配管分岐而往外部連接的排出配管、及開閉閥。
  4. 如請求項1或2之基板處理裝置，其中前述控制部是對前述水供給部進行以下控制：在由前述二氧 化矽添加劑供給部供給前述二氧化矽添加劑結束後，立刻透過前述水供給配管開始將前述水供給至前述磷酸水溶液貯留部。
  5. 如請求項1或2之基板處理裝置，其中前述控制部是對前述水供給部進行以下控制：從由前述二氧化矽添加劑供給部供給前述二氧化矽添加劑結束前，開始透過前述水供給配管將前述水供給至前述磷酸水溶液貯留部。
  6. 如請求項1或2之基板處理裝置，其中在前述控制部使前述二氧化矽添加劑供給部供給前述二氧化矽添加劑的情況下，由前述水供給部所供給之前述水是透過前述水供給配管而被供給至前述磷酸水溶液貯留部。
  7. 如請求項1或2之基板處理裝置，其中前述控制部是對前述水供給部進行以下控制：在由前述二氧化矽添加劑供給部供給前述二氧化矽添加劑開始前，透過前述水供給配管進行前述水的供給至前述磷酸水溶液貯留部。
  8. 如請求項7之基板處理裝置，其中在前述二氧化矽添加劑的供給開始前所供給之前述水的供給量是比在前述二氧化矽添加劑的供給後所供給之水的供給量多。
  9. 一種基板處理方法，是處理至少形成有氮化膜與氧化膜之基板的基板處理方法，其特徵在於具有如下之步驟： 透過磷酸水溶液供給配管將磷酸水溶液供給至可貯留磷酸水溶液的磷酸水溶液貯留部；透過水供給配管將水供給至前述磷酸水溶液貯留部；透過連接於前述水供給配管的二氧化矽添加劑供給配管，將二氧化矽添加劑供給至前述磷酸水溶液貯留部；以及在供給了前述二氧化矽添加劑的情況下，從前述二氧化矽添加劑之供給結束時到前述水供給配管中的前述二氧化矽添加劑之開始乾燥前的期間內，至少在任意時間點中，將水供給至前述水供給配管，把附著在前述水供給配管的前述二氧化矽添加劑洗淨。
  10. 如請求項9之基板處理方法，其中前述洗淨之步驟，是在前述二氧化矽添加劑之供給結束之後立刻將水供給至前述水供給配管。
  11. 如請求項9之基板處理方法，從透過前述二氧化矽添加劑供給配管將前述二氧化矽添加劑供給至前述磷酸水溶液貯留部結束之前，開始把前述水供給至前述水供給配管。
  12. 如請求項9或10之基板處理方法，其中在供給了前述二氧化矽添加劑的情況下所供給的前述水是透過前述水供給配管供給至前述磷酸水溶液貯留部。
  13. 如請求項9之基板處理方法，控制成在前述二氧化矽添加劑的供給開始前，透過前述水供給配管進 行前述水的供給至前述磷酸水溶液貯留部。
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