TWI693271B - 基板處理方法及基板處理裝置 - Google Patents

基板處理方法及基板處理裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI693271B
TWI693271B TW107111306A TW107111306A TWI693271B TW I693271 B TWI693271 B TW I693271B TW 107111306 A TW107111306 A TW 107111306A TW 107111306 A TW107111306 A TW 107111306A TW I693271 B TWI693271 B TW I693271B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
phosphoric acid
aqueous solution
acid aqueous
tank
substrate
Prior art date
Application number
TW107111306A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201842166A (zh
Inventor
日野出大輝
Original Assignee
日商斯庫林集團股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商斯庫林集團股份有限公司 filed Critical 日商斯庫林集團股份有限公司
Publication of TW201842166A publication Critical patent/TW201842166A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI693271B publication Critical patent/TWI693271B/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30604—Chemical etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105—After-treatment
    • H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H01L21/31105—Etching inorganic layers
    • H01L21/31111—Etching inorganic layers by chemical means
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D11/00—Control of flow ratio
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02296—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer
    • H01L21/02299—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment
    • H01L21/02307—Forming insulating materials on a substrate characterised by the treatment performed before or after the formation of the layer pre-treatment treatment by exposure to a liquid
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/321—After treatment
    • H01L21/3213—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
    • H01L21/32133—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only
    • H01L21/32134—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by liquid etching only
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67075—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67075—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching
    • H01L21/6708—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching using mainly spraying means, e.g. nozzles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/6715—Apparatus for applying a liquid, a resin, an ink or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68764—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a movable susceptor, stage or support, others than those only rotating on their own vertical axis, e.g. susceptors on a rotating caroussel
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
    • H01L22/26—Acting in response to an ongoing measurement without interruption of processing, e.g. endpoint detection, in-situ thickness measurement

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Weting (AREA)

Abstract

一種基板處理方法及基板處理裝置，係當磷酸槽內的磷酸水溶液之矽濃度達到規定濃度範圍之上限值時，從磷酸槽排出磷酸水溶液、及/或使送回至磷酸槽的磷酸水溶液之量減少，藉此來使磷酸槽內之液量減少至規定液量範圍之下限值以下的值。當磷酸槽內的液量減少至規定液量範圍之下限值以下的值時，將磷酸水溶液補充至磷酸槽，藉此使磷酸槽內之液量增加至規定液量範圍內之值，並且使磷酸槽內的磷酸水溶液之矽濃度降低至規定濃度範圍內之值。

Description

基板處理方法及基板處理裝置
本發明係關於一種處理基板的基板處理方法及基板處理裝置。在處理對象的基板中，例如包含有半導體晶圓(wafer)、液晶顯示裝置用基板、電漿顯示器(plasma display)用基板、FED(Field Emission Display；場發射顯示器)用基板、光碟用基板、磁碟用基板、磁光碟用基板、光罩(photomask)用基板、陶瓷(ceramic)基板、太陽能電池用基板等。
在半導體裝置或液晶顯示裝置等的製程中，有採用一種處理半導體晶圓或液晶顯示面板用玻璃基板等的基板的基板處理裝置。日本專利JP 2016-32029 A係揭示一種逐片處理基板的單片式之基板處理裝置。
該基板處理裝置係具備：旋轉夾盤(spin chuck)，係一邊水平地保持基板一邊使基板旋轉；處理液噴嘴(nozzle)，用以朝向由旋轉夾盤所保持的基板吐出磷酸水溶液；以及 杯體(cup)，用以接住從基板所甩開的磷酸水溶液。被供給至基板的磷酸水溶液係貯存於第一槽、第二槽及第三槽。
第一槽及第二槽係貯存基準磷酸濃度及基準矽濃度的磷酸水溶液。第一槽內的磷酸水溶液係從處理液噴嘴被吐出且被供給至基板。第二槽內的磷酸水溶液係被補充至第一槽。藉此，第一槽內的液量能被維持於一定。從基板所甩開的磷酸水溶液係藉由杯體所接住且被導引至第三槽。
為了對第三槽補充無法回收的磷酸水溶液，已被調整至預定的磷酸濃度之新的磷酸水溶液被供給至第三槽。藉此，貯存於三個槽的磷酸水溶液之總量能被維持於一定。更且，被供給至第三槽之新的磷酸水溶液之矽濃度係以第三槽內的磷酸水溶液之矽濃度成為基準矽濃度的方式所調整。當第二槽內的磷酸水溶液變少時，第三槽內的磷酸水溶液被補充至第一槽，而被供給至基板的磷酸水溶液則被回收至第二槽。
在一邊抑制氧化矽膜之蝕刻(etching)，一邊蝕刻氮化矽膜的選擇蝕刻中，要將磷酸水溶液中所包含的矽之濃度維持於規定濃度範圍內，重要的是使選擇比(氮化矽膜之蝕刻量/氧化矽膜之蝕刻量)穩定及提高。
另一方面，在單片式之基板處理裝置中，並無法回收已供給至基板的全部處理液。此是因一部分的處理液會殘留於基板或杯體或是蒸發所致。在前述的日本專利JP 2016-32029 A中，為了將貯存於三個槽的磷酸水溶液之總量維持於一定，將新的磷酸水溶液補充至第二槽或第三槽。更且，為了將第二槽或第三槽內的磷酸水溶液之矽濃度調整至基準矽濃度，變更所補充的磷酸水溶液之矽濃度。
然而，前述的先前技術係僅補充相當於無法回收之磷酸水溶液之量的磷酸水溶液，因為是促進磷酸水溶液之補充，因此並非意圖性地減少磷酸水溶液之總量。為此，在前述的先前技術中並無法意圖地將補充磷酸水溶液的時序(timing)或磷酸水溶液之補充量予以變更。
本發明之一實施形態係提供一種基板處理方法，對氧化矽膜和氮化矽膜已在表面露出的基板供給包含矽的磷酸水溶液而選擇性地蝕刻前述氮化矽膜，且包含：磷酸貯存步驟，係將被供給至前述基板的前述磷酸水溶液貯存於磷酸槽；磷酸導引步驟，係將前述磷酸水溶液從前述磷酸槽導引至磷酸噴嘴；磷酸吐出步驟，係使前述磷酸噴嘴朝向前述基板之表面吐出前述磷酸水溶液；基板旋轉步驟，係與前述磷酸吐出步驟同時進行，用以一邊水平地保持前述基板一邊使前述基板繞著通過前述基板之中央部的鉛直之旋轉軸線旋轉；磷酸回收步驟，係藉由磷酸回收單元將從 前述磷酸噴嘴被供給至前述基板的前述磷酸水溶液回收至前述磷酸槽；濃度檢測步驟，係檢測前述磷酸槽內的前述磷酸水溶液之矽濃度；液量減少步驟，係當前述磷酸槽內的前述磷酸水溶液之矽濃度達到規定濃度範圍之上限值時，從前述磷酸槽排出前述磷酸水溶液，及/或使送回至前述磷酸槽的前述磷酸水溶液之量減少，藉此使前述磷酸槽內的磷酸水溶液之液量減少至規定液量範圍之下限值以下的值；以及磷酸補充步驟，係當在前述液量減少步驟中前述磷酸槽內的磷酸水溶液之液量減少至前述規定液量範圍之下限值以下的值時，就從不同於前述磷酸回收單元的磷酸補充單元將磷酸水溶液補充至前述磷酸槽，藉此使前述磷酸槽內的磷酸水溶液之液量增加至前述規定液量範圍內之值，並且使前述磷酸槽內的前述磷酸水溶液之矽濃度降低至前述規定濃度範圍內之值。
依據該構成，能使被貯存於磷酸槽的磷酸水溶液導引至磷酸噴嘴且吐出於磷酸噴嘴。從磷酸噴嘴所吐出的磷酸水溶液係著液於旋轉中的基板之表面(上表面或下表面)，且沿著基板之表面朝向外方流動。藉此，能在基板之表面全區供給有磷酸水溶液，且能選擇性地蝕刻氮化矽膜。
已供給至基板的磷酸水溶液係藉由磷酸回收單元而被回收至磷酸槽。在所回收來的磷酸水溶液中係溶入有基板中所包含的矽。因此，當持續往基板供給磷酸水溶液時， 磷酸槽內的磷酸水溶液之矽濃度就會上升。磷酸槽內的磷酸水溶液之矽濃度係藉由矽濃度計所檢測。
當磷酸槽內的磷酸水溶液之矽濃度達到規定濃度範圍之上限值時，磷酸槽內的磷酸水溶液之液量就會被減少。換句話說，磷酸槽內的磷酸水溶液及送回至磷酸槽的磷酸水溶液之至少一方會被減少。此等的磷酸水溶液係指與無法回收的磷酸水溶液不同的磷酸水溶液。當磷酸槽內的磷酸水溶液之液量減少至規定液量範圍之下限值以下的值時，磷酸水溶液就會從與磷酸回收單元不同的磷酸補充單元被補充至磷酸槽。
當磷酸水溶液從磷酸補充單元被補充至磷酸槽時，磷酸槽內的磷酸水溶液之液量增加至規定液量範圍內的值。更且，由於對溶入有基板中所包含的矽的磷酸水溶液添加其他的磷酸水溶液，所以磷酸槽內的磷酸水溶液之矽濃度藉由磷酸水溶液之補充而降低。藉此，磷酸水溶液之矽濃度被調整至規定濃度範圍內的值。因此，可以使被供給至基板的磷酸水溶液之矽濃度穩定。
如此，磷酸槽內的磷酸水溶液之液量並非僅減少無法回收的磷酸水溶液之部分，而是為了調節磷酸水溶液之矽濃度而被意圖性地減少。因此，可以意圖性地將補充磷酸水溶液的時序或磷酸水溶液之補充量予以變更。更且，藉 由變更所補充的磷酸水溶液之液量等，可以調整磷酸水溶液補充後的矽濃度。藉此，可以使磷酸槽內的磷酸水溶液之矽濃度穩定，且可以使被供給至基板的磷酸水溶液之矽濃度穩定。
在前述實施形態中，以下的特徵之至少一個亦可被追加至前述基板處理方法。
前述磷酸補充步驟係包含：變更從前述磷酸補充單元被補充至前述磷酸槽的前述磷酸水溶液之矽濃度的濃度變更步驟。
依據該構成，不僅可以意圖性地將磷酸水溶液被補充至磷酸槽的時序和被補充至磷酸槽的磷酸水溶液之液量予以變更，還可以意圖性地變更被補充至磷酸槽的磷酸水溶液之矽濃度。藉此，可以抑制剛補充磷酸水溶液後產生的溫度之變動或不均。或是，可以抑制剛補充磷酸水溶液後產生的矽濃度之變動或不均。
具體而言，若充分地降低所補充的磷酸水溶液之矽濃度，則只要補充少量的磷酸水溶液就可以使磷酸槽內的磷酸水溶液之矽濃度降低至規定濃度範圍內的值。在此情況下，即便所補充的磷酸水溶液之溫度與磷酸槽內的磷酸水 溶液之溫度不同，仍可以抑制剛補充磷酸水溶液後在磷酸槽內產生的磷酸水溶液之溫度變動或不均。
又，即便所補充的磷酸水溶液之矽濃度並非極端地低，只要增加所補充的磷酸水溶液之量，仍可以使磷酸槽內的磷酸水溶液之矽濃度降低至規定濃度範圍內的值。在此情況下，由於矽濃度與磷酸槽內的磷酸水溶液大概相等的磷酸水溶液被補充至磷酸槽，所以可以抑制剛補充磷酸水溶液後產生的矽濃度之變動或不均。
前述磷酸回收步驟係包含：在前述磷酸吐出步驟中來自前述磷酸噴嘴的磷酸水溶液之吐出開始之後，開始往前述磷酸槽的前述磷酸水溶液之回收的吐出開始後回收步驟。
依據該構成，則在磷酸水溶液的吐出開始並經過某程度的時間之後，開始磷酸水溶液之回收。從基板溶入於磷酸水溶液的矽之量通常在剛開始對基板供給磷酸水溶液之後最多，且伴隨時間之經過而逐漸減少。因此，並非是將剛開始磷酸水溶液之供給後從基板所回收到的磷酸水溶液回收至磷酸槽，而是於排液配管排出，藉此可以抑制磷酸槽內的磷酸水溶液之矽濃度上升。
前述液量減少步驟係包含：當前述磷酸槽內的前述磷酸水溶液之矽濃度達到前述規定濃度範圍之上限值時，使從前述基板送回至前述磷酸槽的前述磷酸水溶液之液量減少的回收量減少步驟。
依據該構成，當磷酸槽內的磷酸水溶液之矽濃度達到規定濃度範圍之上限值時，被供給至基板的磷酸水溶液之一部分於排液配管被排出，而非被回收至磷酸槽。藉此，從基板送回至磷酸槽的磷酸水溶液之液量減少，且磷酸槽內的磷酸水溶液之液量減少。被供給至基板的磷酸水溶液之矽濃度會上升。因此，可以一邊抑制磷酸槽內的磷酸水溶液之矽濃度上升，一邊使磷酸槽內的磷酸水溶液之液量減少。
前述磷酸貯存步驟係包含：使前述磷酸水溶液接觸於前述磷酸槽的石英製之接液部的步驟。
依據該構成，則接觸於磷酸水溶液的接液部係設置於磷酸槽，且該接液部之至少一部分係由石英所製作。石英中所包含的矽係溶入於磷酸槽內的磷酸水溶液中。因此，磷酸槽內的磷酸水溶液之矽濃度不僅在已被供給至基板的磷酸水溶液被回收至磷酸槽的處理時上升，磷酸水溶液未被供給至基板的非處理時亦上升。當在非處理時磷酸槽內的磷酸水溶液之矽濃度達到規定濃度範圍之上限值時，磷 酸槽內的磷酸水溶液之液量意圖性地被減少，且其他的磷酸水溶液被補充至磷酸槽。因此，在非處理時亦可以使磷酸槽內的磷酸水溶液之矽濃度穩定。
前述基板處理方法係更包含：在前述磷酸水溶液被供給至前述磷酸噴嘴之前用加熱器(heater)來加熱前述磷酸水溶液的磷酸加熱步驟；前述磷酸加熱步驟係包含：使前述磷酸水溶液接觸於前述加熱器的石英製之接液部的步驟。
依據該構成，則接觸於磷酸水溶液的接液部係設置於加熱器，且該接液部之至少一部分係由石英所製作。石英中所包含的矽係在被供給至基板之前溶入於磷酸水溶液。當在非處理時磷酸槽內的磷酸水溶液之矽濃度達到規定濃度範圍之上限值時，磷酸槽內的磷酸水溶液之液量意圖性地被減少，且其他的磷酸水溶液被補充至磷酸槽。因此，在非處理時亦可以使磷酸槽內的磷酸水溶液之矽濃度穩定。
本發明之另一實施形態係提供一種對氧化矽膜和氮化矽膜已在表面露出的基板供給包含矽的磷酸水溶液而選擇性地蝕刻前述氮化矽膜的基板處理裝置。前述基板處理裝置係包含：基板保持單元，係一邊水平地保持前述基板一邊使前述基板繞著通過前述基板之中央部的鉛直之旋轉 軸線旋轉；磷酸噴嘴，係朝向由前述基板保持單元所保持的前述基板之表面吐出前述磷酸水溶液；磷酸槽，用以貯存從前述磷酸噴嘴所吐出的前述磷酸水溶液；磷酸導引單元，用以將前述磷酸水溶液從前述磷酸槽導引至前述磷酸噴嘴；磷酸回收單元，用以將從前述磷酸噴嘴被供給至前述基板的前述磷酸水溶液回收至前述磷酸槽；磷酸補充單元，係與前述磷酸回收單元不同，且藉由將前述磷酸水溶液補充至前述磷酸槽，來將前述磷酸槽內的前述磷酸水溶液之液量維持於規定液量範圍內；液量減少單元，係從前述磷酸槽排出前述磷酸水溶液，及/或使送回至前述磷酸槽的前述磷酸水溶液之量減少，藉此使前述磷酸槽內的前述磷酸水溶液之液量減少；矽濃度計，用以檢測前述磷酸槽內的前述磷酸水溶液之矽濃度；以及控制裝置，用以控制基板處理裝置。
前述控制裝置係執行以下步驟：磷酸貯存步驟，係使被供給至前述基板的前述磷酸水溶液貯存於前述磷酸槽；磷酸導引步驟，係使前述磷酸導引單元將前述磷酸水溶液從前述磷酸槽導引至磷酸噴嘴；磷酸吐出步驟，係使前述磷酸噴嘴朝向前述基板之表面吐出前述磷酸水溶液；基板旋轉步驟，係與前述磷酸吐出步驟同時進行，用以使前述基板保持單元將前述基板繞著前述旋轉軸線旋轉；磷酸回收步驟，係使前述磷酸回收單元將從前述磷酸噴嘴被供給至前述基板的前述磷酸水溶液回收至前述磷酸槽；濃度檢 測步驟，係使前述矽濃度計檢測前述磷酸槽內的前述磷酸水溶液之矽濃度；液量減少步驟，係當前述磷酸槽內的前述磷酸水溶液之矽濃度達到規定濃度範圍之上限值時，使前述液量減少單元將前述磷酸槽內的前述磷酸水溶液之液量減少至前述規定液量範圍之下限值以下的值；以及磷酸補充步驟，係當在前述液量減少步驟中前述磷酸槽內的前述磷酸水溶液之液量減少至前述規定液量範圍之下限值以下的值時，使前述磷酸補充單元將前述磷酸水溶液補充至前述磷酸槽，藉此使前述磷酸槽內的前述磷酸水溶液之液量增加至前述規定液量範圍內之值，並且使前述磷酸槽內的前述磷酸水溶液之矽濃度降低至前述規定濃度範圍內之值。依據該構成，可以達成與前述之功效同樣的功效。
在前述實施形態中，以下的特徵之至少一方亦可被追加至前述基板處理裝置。
前述磷酸補充單元係包含：變更被補充至前述磷酸槽的前述磷酸水溶液之矽濃度的濃度變更單元；前述磷酸補充步驟係包含：使前述濃度變更單元變更被補充至前述磷酸槽的磷酸水溶液之矽濃度的濃度變更步驟。依據該構成，可以達成與前述之功效同樣的功效。
前述磷酸回收步驟係包含：在前述磷酸吐出步驟中來自前述磷酸噴嘴的磷酸水溶液之吐出開始之後，使前述磷酸回收單元開始往前述磷酸槽的前述磷酸水溶液之回收的吐出開始後回收步驟。依據該構成，可以達成與前述之功效同樣的功效。
前述磷酸回收單元係包含：筒狀之處理杯體，用以接住由前述基板保持單元所保持的前述基板飛散的磷酸水溶液；以及回收配管，用以將前述處理杯體內的磷酸水溶液導引至前述磷酸槽；前述液量減少單元係包含：排液配管，用以將前述磷酸水溶液從前述處理杯體及回收配管之至少一方排出；以及回收排液切換閥，用以切換成包含回收狀態及排液狀態的複數個狀態，該回收狀態係藉由前述處理杯體所接住的前述磷酸水溶液經由前述回收配管而送回至前述磷酸槽的狀態，該排液狀態係藉由前述處理杯體所接住的磷酸水溶液於前述排液配管被排出的狀態；前述液量減少步驟係包含：當前述磷酸槽內的前述磷酸水溶液之矽濃度達到前述規定濃度範圍之上限值時，將前述回收排液切換閥從前述回收狀態切換至前述排液狀態，且使從前述基板送回至前述磷酸槽的前述磷酸水溶液之液量減少的回收量減少步驟。
依據該構成，則從基板所飛散的磷酸水溶液能藉由處理杯體所接住。在回收排液切換閥為回收狀態時，藉由處 理杯體所接住的磷酸水溶液係藉由回收配管而被導引至磷酸槽。在回收排液切換閥為排液狀態時，藉由處理杯體所接住的磷酸水溶液並非被回收至磷酸槽，而是於排液配管被排出。因此，在回收排液切換閥為排液狀態時，從處理杯體送回至磷酸槽的磷酸水溶液之液量會減少。
當磷酸水溶液被供給至基板時，基板中所包含的矽溶入於磷酸水溶液，矽濃度會上升。由於藉由處理杯體所接住的磷酸水溶液係指已被供給至基板的磷酸水溶液，所以矽濃度會上升。當該磷酸水溶液被回收至磷酸槽時，磷酸槽內的磷酸水溶液之矽濃度上升。因此，藉由將應從處理杯體被回收至磷酸槽的磷酸水溶液於排液配管排出，就可以防止如此的矽濃度之上升，且可以抑制矽濃度之變動。
前述磷槽係包含：接觸於磷酸水溶液的石英製之接液部。依據該構成，可以達成與前述之功效同樣的功效。
前述基板處理裝置係更包含：在前述磷酸水溶液被供給至前述磷酸噴嘴之前將前述磷酸水溶液予以加熱的加熱器；前述加熱器係包含：接觸於前述磷酸水溶液的石英製之接液部。依據該構成，可以達成與前述之功效同樣的功效。
本發明中的前述的或更進一步的其他目的、特徵及功 效係能參照圖式並藉由以下所述的實施形態之說明而獲得明白。
1‧‧‧基板處理裝置
2‧‧‧處理單元
3‧‧‧控制裝置
3a‧‧‧電腦本體
3b‧‧‧周邊裝置
4‧‧‧腔室
5‧‧‧旋轉夾盤
6‧‧‧夾盤銷
7‧‧‧旋轉基座
8‧‧‧旋轉軸
9‧‧‧旋轉馬達
10‧‧‧處理杯體
11‧‧‧防護罩
11a‧‧‧頂板部
11b‧‧‧筒狀部
12‧‧‧杯體
12a‧‧‧受液槽
13‧‧‧防護罩升降單元
14‧‧‧磷酸噴嘴
15‧‧‧磷酸配管
16‧‧‧磷酸閥
17‧‧‧第一噴嘴移動單元
18‧‧‧SC1噴嘴
19‧‧‧SC1配管
20‧‧‧SC1閥
21‧‧‧第二噴嘴移動單元
22‧‧‧沖洗液噴嘴
23‧‧‧沖洗液配管
24‧‧‧沖洗液閥
31‧‧‧磷酸槽
31a、34a‧‧‧接液部
32‧‧‧循環配管
33‧‧‧泵浦
34‧‧‧加熱器
35‧‧‧過濾器
36‧‧‧回收配管
37‧‧‧回收閥
38‧‧‧排液配管
39‧‧‧排液閥
40‧‧‧排液流量調整閥
41‧‧‧排放管
42‧‧‧排放閥
43‧‧‧排放流量調整閥
44‧‧‧液量感測器
44h‧‧‧上限感測器
44L‧‧‧下限感測器
44t‧‧‧目標感測器
45‧‧‧補充配管
46‧‧‧補充閥
47A‧‧‧第一個別配管
47B‧‧‧第二個別配管
48A‧‧‧第一補充閥
48B‧‧‧第二補充閥
49A‧‧‧第一補充流量調整閥
49B‧‧‧第二補充流量調整閥
50‧‧‧矽濃度計
51‧‧‧磷酸濃度計
52‧‧‧供水配管
53‧‧‧供水閥
61‧‧‧CPU
62‧‧‧主儲存裝置
63‧‧‧輔助儲存裝置
64‧‧‧讀取裝置
65‧‧‧通訊裝置
66‧‧‧輸入裝置
67‧‧‧顯示裝置
71‧‧‧矽濃度控制部
72‧‧‧濃度監視部
73‧‧‧液量減少部
74‧‧‧槽液減少部
75‧‧‧回收量減少部
76‧‧‧新液補充部
77‧‧‧液量監視部
78‧‧‧補充執行部
79‧‧‧濃度變更部
A1‧‧‧旋轉軸線
Fn‧‧‧氮化矽膜
Fo‧‧‧氧化矽膜
HC‧‧‧主機電腦
M‧‧‧可移除式媒體
P‧‧‧程式
S1至S7‧‧‧步驟
T1至T12‧‧‧時間
W‧‧‧基板
圖1係水平地觀察本發明之一實施形態的基板處理裝置所具備的處理單元之示意圖。
圖2係顯示基板處理裝置所具備的磷酸供給系統等之示意圖。
圖3係顯示基板處理裝置之電氣構成的方塊圖。
圖4係顯示藉由基板處理裝置所處理的基板之剖面之一例的剖視圖。
圖5係用以說明藉由基板處理裝置所進行的基板之處理之一例的步驟圖。
圖6係顯示控制裝置之功能方塊的方塊圖。
圖7A係顯示磷酸槽內的磷酸水溶液的矽濃度之時間變化和磷酸槽內的液量之時間變化的時序圖(time chart)。
圖7B係顯示磷酸槽內的磷酸水溶液的矽濃度之時間 變化和磷酸槽內的液量之時間變化的時序圖。
圖8係顯示本發明之另一實施形態的磷酸槽內的磷酸水溶液的矽濃度之時間變化和磷酸槽內的液量之時間變化的時序圖。
圖1係水平地觀察本發明之一實施形態的基板處理裝置1所具備的處理單元2之示意圖。
基板處理裝置1係指逐片處理半導體晶圓等的圓板狀之基板W的單片式之裝置。基板處理裝置1係包含：複數個處理單元2，係用處理液或處理氣體等的處理流體來處理基板W；搬運機器人(robot)(未圖示)，係對複數個處理單元2搬運基板W；以及控制裝置3，用以控制基板處理裝置1。
處理單元2係包含：旋轉夾盤5，係在腔室(chamber)4內一邊水平地保持基板W一邊使基板W繞著通過基板W之中央部的鉛直之旋轉軸線A1旋轉；以及筒狀之處理杯體10，用以接住從基板W朝向外方飛散的處理液。
旋轉夾盤5係包含：圓板狀之旋轉基座(spin base)7，係以水平之姿勢被保持；複數個夾持銷(chuck pin)6，係在 旋轉基座7之上方將基板W以水平之姿勢保持；旋轉軸8，係從旋轉基座7之中央部朝向下方延伸；以及旋轉馬達(spin motor)9，係藉由使旋轉軸8旋轉來使旋轉基座7及複數個旋轉夾盤6旋轉。旋轉夾盤5係未被限於使複數個夾盤銷6接觸於基板W之外周面的挾持式之夾盤，亦可為藉由使作為非元件形成面的基板W之背面(下表面)吸附於旋轉基座7之上表面來將基板W水平地保持的真空(vacuum)式之夾盤。
處理杯體10係包含：複數個防護罩(guard)11，用以接住從基板W被朝向外方排出的液體；以及複數個杯體12，用以接住藉由防護罩11而被朝向下方導引的液體。防護罩11係包含：圓筒狀之筒狀部11b，係包圍旋轉夾盤5；以及圓環狀之頂板部11a，係從筒狀部11b之上端部朝向旋轉軸線A1往斜上方延伸。複數個頂板部11a係重疊於上下方向，複數個筒狀部11b係配置成同心圓狀。複數個杯體12係分別配置於複數個筒狀部11b之下方。杯體12係形成向上開口的環狀之受液槽12a。處理杯體10、防護罩11及杯體12係為磷酸回收單元之一例。
處理單元2係包含使複數個防護罩11個別地升降的防護罩升降單元13。防護罩升降單元13係在上位置與下位置之間使防護罩11鉛直地升降。上位置係指防護罩11之上端位於比旋轉夾盤5保持基板W的基板保持位置更上方 的位置。下位置係指防護罩11之上端位於比基板保持位置更下方的位置。頂板部11a的圓環狀之上端係相當於防護罩11之上端。防護罩11之上端係在俯視觀察下包圍基板W及旋轉基座7。
在旋轉夾盤5使基板W旋轉的狀態下，當處理液被供給至基板W時，已被供給至基板W的處理液就會被朝向基板W之周圍甩開。在處理液被供給至基板W時，至少一個防護罩11之上端係配置於比基板W更上方。因此，已被排出至基板W之周圍的藥液或沖洗液(rinse liquid)等的處理液係由任一個防護罩11所接住，且被導引至對應於該防護罩11的杯體12。
處理單元2係包含朝向基板W之上表面將磷酸水溶液往下方吐出的磷酸噴嘴14。磷酸噴嘴14係將作為第一藥液之一例的磷酸水溶液予以吐出的第一藥液噴嘴之一例。磷酸噴嘴14係連接於導引磷酸水溶液的磷酸配管15。當夾設於磷酸配管15的磷酸閥16被開啟時，磷酸水溶液從磷酸噴嘴14之吐出口朝向下方連續地被吐出。
磷酸水溶液係指以磷酸(H3PO4)作為主成分的水溶液。磷酸水溶液中的磷酸之濃度例如是在50%至100%之範圍，較佳是90%前後。雖然磷酸水溶液之沸點係依磷酸水溶液中之磷酸濃度而異，但是概略是在140℃至195℃之範圍。 磷酸水溶液係包含矽。磷酸水溶液之矽濃度例如是15ppm至150ppm，較佳是40ppm至60ppm。磷酸水溶液中所包含的矽既可為矽單體或矽化合物，又可為矽單體及矽化合物之雙方。又，磷酸水溶液中所包含的矽既可為藉由磷酸水溶液之供給而從基板W所溶出的矽，又可為已被添加於磷酸水溶液的矽。
雖然未圖示，但是磷酸閥16係包含：形成流路的閥體(valve body)；配置於流路內的閥元件(valve element)；以及使閥元件移動的致動器(actuator)。有關其他的閥亦為同樣。致動器既可為氣動式致動器或電動式致動器，又可為此等以外的致動器。控制裝置3係藉由將致動器予以控制來變更磷酸閥16之開啟度。
磷酸噴嘴14係指能夠在腔室4內移動的掃描噴嘴(scan nozzle)。磷酸噴嘴14係連接於使磷酸噴嘴14於鉛直方向及水平方向之至少一方移動的第一噴嘴移動單元17。第一噴嘴移動單元17係使磷酸噴嘴14在處理位置與退避位置之間水平地移動，該處理位置係指從磷酸噴嘴14所吐出的磷酸水溶液著液於基板W之上表面的位置，該退避位置係指在俯視觀察下磷酸噴嘴14位於旋轉夾盤5之周圍的位置。
處理單元2係包含朝向基板W之上表面將SC1(包含 NH4OH和H2O2的混合液)往下方吐出的SC1噴嘴18。SC1噴嘴18係將作為第二藥液之一例的SC1予以吐出的第二藥液噴嘴之一例。SC1噴嘴18係連接於導引SC1的SC1配管19。當夾設於SC1配管19的S1閥20被開啟時，SC1就從SC1噴嘴18之吐出口往下方連續地被吐出。
SC1噴嘴18係指能夠在腔室4內移動的掃描噴嘴。SC1噴嘴18係連接於使SC1噴嘴18於鉛直方向及水平方向之至少一方移動的第二噴嘴移動單元21。第二噴嘴移動單元21係使SC1噴嘴18在處理位置與退避位置之間水平地移動，該處理位置係指從SC1噴嘴18所吐出的SC1著液於基板W之上表面的位置，該退避位置係指在俯視觀察下SC1噴嘴18位於旋轉夾盤5之周圍的位置。
處理單元2係包含朝向基板W之上表面將沖洗液往下方吐出的沖洗液噴嘴22。沖洗液噴嘴22係連接於導引沖洗液的沖洗液配管23。當夾設於沖洗液配管23的沖洗液閥24被開啟時，沖洗液從沖洗液噴嘴22之吐出口往下方連續地被吐出。沖洗液例如是純水(去離子水；Deionized water)。沖洗液係不限於純水，亦可為電解離子水、氫水、臭氧水及稀釋濃度(例如10ppm至100ppm左右)之鹽酸水的其中任一種。
沖洗液噴嘴22係指在沖洗液噴嘴22之吐出口已被靜 止的狀態下吐出沖洗液的固定噴嘴。沖洗液噴嘴22係固定於腔室4之底部。處理單元2亦可具備使沖洗液噴嘴22在處理位置與退避位置之間水平地移動的噴嘴移動單元，該處理位置係指從沖洗液噴嘴22所吐出的沖洗液於基板W之上表面著液的位置，該退避位置係指在俯視觀察下沖洗液噴嘴22位於旋轉夾盤5之周圍的位置。旋轉夾盤5為基板保持單元之一例。
圖2係顯示基板處理裝置1所具備的磷酸供給系統等之示意圖。
基板處理裝置1之磷酸供給系統係包含：磷酸槽31，係貯存從磷酸噴嘴14所吐出的磷酸水溶液；以及循環配管32，係使磷酸槽31內的磷酸水溶液循環。磷酸供給系統係更包含：泵浦(pump)33，係將磷酸槽31內的磷酸水溶液送至循環配管32；加熱器34，係在藉由磷酸槽31及循環配管32所形成的環狀之循環路加熱磷酸水溶液；以及過濾器(filter)35，係從流動於循環配管32內的磷酸水溶液中除去異物。
泵浦33、過濾器35及加熱器34係夾設於循環配管32。將磷酸水溶液導引至磷酸噴嘴14的磷酸配管15係連接於循環配管32。泵浦33係恆常將磷酸槽31內的磷酸水溶液送至循環配管32。磷酸供給系統亦可具備加壓裝置來取代 泵浦33，該加壓裝置係藉由使磷酸槽31內的氣壓上升來將磷酸槽31內的磷酸水溶液擠出至循環配管32。泵浦33及加壓裝置都是將磷酸槽31內的磷酸水溶液送至循環配管32的送液裝置之一例。磷酸配管15、循環配管32及泵浦33為磷酸導引單元之一例。
循環配管32之上游端及下游端係連接於磷酸槽31。磷酸水溶液係從磷酸槽31被送至循環配管32之上游端，且從循環配管32之下游端回到磷酸槽31。藉此，磷酸槽31內的磷酸水溶液會循環於循環路。在磷酸水溶液循環於循環路的期間，磷酸水溶液中所包含的異物能藉由過濾器35所除去，且磷酸水溶液能藉由加熱器34所加熱。藉此，磷酸槽31內的磷酸水溶液係被維持在比室溫(例如20℃至30℃)更高的一定溫度。藉由加熱器34所加熱後的磷酸水溶液之溫度既可為其濃度中的沸點，又可為未滿沸點的溫度。
除了處理杯體10以外，基板處理裝置1之回收系統還包含：回收配管36，係將藉由處理杯體10所接住的磷酸水溶液導引至磷酸槽31；以及回收閥37，用以開閉回收配管36。回收配管36及回收閥37為磷酸回收單元之一例。基板處理裝置1之排液系統係包含：排液配管38，係連接於處理杯體10或回收配管36；排液閥39，用以開閉排液配管38；以及排液流量調整閥40，用以變更於排液配管 38被排出的磷酸水溶液之流量。在圖2中，排液配管38係在回收閥37之上游連接於回收配管36。排液配管38、排液閥39及排液流量調整閥40為液量減少單元之一例。回收閥37及排液閥39為回收排液切換閥之一例。
回收排液切換閥係包含回收閥37及排液閥39。回收排液切換閥亦可具備配置於回收配管36與排液配管38之連接位置的三通閥，以取代回收閥37及排液閥39。在回收閥37被開啟且排液閥39已被閉合的回收狀態時，藉由處理杯體10所接住的磷酸水溶液係藉由回收配管36而被回收至磷酸槽31。在回收閥37閉合且排液閥39已被開啟的排液狀態時，藉由處理杯體10所接住的磷酸水溶液係以對應於排液流量調整閥40之開啟度的流量於排液配管38被排出。
基板處理裝置1之排放系統(drain system)係包含：排放配管41，用以排出磷酸槽31內的磷酸水溶液；排放閥42，係夾設於排放配管41；以及排放流量調整閥43，用以變更於排放配管41被排出的磷酸水溶液之流量。排放配管41、排放閥42及排放流量調整閥43為液量減少單元之一例。當排放閥42被開啟時，磷酸槽31內的磷酸水溶液係以對應於排放流量調整閥43之開啟度的流量於排放配管41被排出。藉此，磷酸槽31內的磷酸水溶液之液量會減少。磷酸槽31內的磷酸水溶液之液量係藉由複數個液量感 測器44所檢測。
複數個液量感測器44係包含：上限感測器44h，用以檢測磷酸槽31內的磷酸水溶液之液量是否未滿規定液量範圍之上限值；下限感測器44L，用以檢測磷酸槽31內的磷酸水溶液之液量是否未滿規定液量範圍之下限值；以及目標感測器44t，用以檢測磷酸槽31內的磷酸水溶液之液量是否未滿上限值與下限值之間的目標值。當磷酸槽31內的磷酸水溶液之液量減少至規定液量範圍之下限值時，就從基板處理裝置1之補充系統對磷酸槽31補充未使用之新的磷酸水溶液。藉此，磷酸槽31內的磷酸水溶液之液量被維持於規定液量範圍內之值。
基板處理裝置1之補充系統係將與藉由前述之回收系統所回收的磷酸水溶液不同的磷酸水溶液補充至磷酸槽31。以下，為了與藉由回收系統所回收的磷酸水溶液做區別，將藉由補充系統所補充的磷酸水溶液稱為未使用的磷酸水溶液或新的磷酸水溶液。補充系統係與回收系統不同的系統。
補充系統係包含：補充配管45，用以將未使用的磷酸水溶液供給至磷酸槽31；以及補充閥46，用以開閉補充配管45。補充系統係更包含：第一個別配管47A，用以將第一矽濃度之未使用的磷酸水溶液供給至補充配管45；以及 第二個別配管47B，用以將第二矽濃度之未使用的磷酸水溶液供給至補充配管45。第一補充閥48A及第一補充流量調整閥49A係夾設於第一個別配管47A。第二補充閥48B及第二補充流量調整閥49B係夾設於第二個別配管47B。補充配管45、補充閥46、第一個別配管47A、第二個別配管47B、第一補充閥48A、第二補充閥48B、第一補充流量調整閥49A以及第二補充流量調整閥49B為磷酸補充單元之一例。第一補充流量調整閥49A及第二補充流量調整閥49B為濃度變更單元之一例。
第一矽濃度係比第二矽濃度更大的值。第一矽濃度例如是與磷酸水溶液之循環及加熱開始前之磷酸槽31內的磷酸水溶液之矽濃度相等的值。第一矽濃度例如是50ppm，第二矽濃度例如是0ppm。第一個別配管47A及第二個別配管47B都是將室溫的磷酸水溶液供給至補充配管45。補充系統亦可具備加熱被補充至磷酸槽31之未使用的磷酸水溶液的新液用加熱器。
當第一補充閥48A被開啟時，第一矽濃度之磷酸水溶液被供給至補充配管45。同樣地，當第二補充閥48B被開啟時，第二矽濃度之磷酸水溶液被供給至補充配管45。當第一補充閥48A及第二補充閥48B之雙方被開啟時，第一矽濃度與第二矽濃度之間的矽濃度之磷酸水溶液被補充至磷酸槽31。被補充至磷酸槽31的磷酸水溶液之液量及矽 濃度係藉由第一補充流量調整閥49A及第二補充流量調整閥49B之開啟度所調節。
磷酸供給系統係包含：矽濃度計50，用以檢測磷酸槽31內的磷酸水溶液之矽濃度；磷酸濃度計51，用以檢測磷酸槽31內的磷酸水溶液之磷酸濃度；供水配管52，用以將純水供給至磷酸槽31；以及供水閥53，係夾設於供水配管52。加熱器34係以水之沸點以上的溫度來加熱磷酸水溶液。當磷酸水溶液所含有的水蒸發，磷酸水溶液中的磷酸濃度上升。控制裝置3係基於磷酸濃度計51之檢測值而開啟供水閥53，且將純水補充至磷酸槽31。藉此，磷酸水溶液中的磷酸之濃度被維持於規定濃度範圍內。
圖3係顯示基板處理裝置1之電氣構成的方塊圖。
控制裝置3係包含：電腦本體3a；以及連接於電腦本體3a的周邊裝置3b。電腦本體3a係包含：執行各種之命令的CPU61(central processing unit；中央處理裝置)；以及儲存資訊的主儲存裝置62。周邊裝置3b係包含：輔助儲存裝置63，用以儲存程式(program)P等的資訊；讀取裝置64，用以從可移除式媒體(removable media)M讀取資訊；以及通訊裝置65，係與主機電腦(host computer)HC等之控制裝置3以外的裝置進行通訊。
控制裝置3係連接於輸入裝置66及顯示裝置67。輸入裝置66係在使用者(user)或維修(maintenance)負責人等的操作者對基板處理裝置1輸入資訊時***作。資訊係於顯示裝置67之畫面被顯示。輸入裝置66既可為鍵盤(keyboard)、指向裝置(pointing device)及觸控面板(touch panel)中之任一個，又可為此等以外的裝置。兼作輸入裝置66及顯示裝置77的觸控面板顯示器亦可被設置於基板處理裝置1。
CPU61係執行已被儲存於輔助儲存裝置63的程式P。輔助儲存裝置63內的程式P既可事先被安裝(install)於控制裝置3，又可透由讀取裝置64而從可移除式媒體M被送至輔助儲存裝置63，又可從主機電腦HC等的外部裝置透由通訊裝置65而被送至輔助儲存裝置63。
輔助儲存裝置63及可移除式媒體M係指即便未供給有電力仍保持儲存的非揮發性記憶體。輔助儲存裝置63例如是硬碟機(Hard Disk Drive)等的磁性儲存裝置。可移除式媒體M例如是CD(compact disk)等的光碟或記憶卡(memory card)等的半導體記憶體。可移除式媒體M為已記錄有程式P的電腦可讀取記錄媒體之一例。
控制裝置3係以按照藉由主機電腦HC所指定的配方(recipe)而處理基板W的方式來控制基板處理裝置1。輔助 儲存裝置63係儲存著複數個配方。配方係指規定基板W之處理內容、處理條件及處理順序的資訊。複數個配方係在基板W之處理內容、處理條件及處理順序的至少一個中相異。以下之各個步驟係藉由控制裝置3控制基板處理裝置1所執行。換言之，控制裝置3係以執行以下之各個步驟的方式被程式化。
圖4係顯示藉由基板處理裝置1所處理的基板W之剖面之一例的剖視圖。圖5係用以說明藉由基板處理裝置1所進行的基板W之處理之一例的步驟圖。以下係參照圖1、圖4及圖5。
如圖4所示，藉由基板處理裝置1所處理的基板W之一例為具有已露出氧化矽膜Fo(SiO2)和氮化矽膜Fn(SiN)之表面(元件形成面)的矽晶圓(silicon wafer)。在後述的基板W之處理之一例中係對如此的基板W供給有磷酸水溶液。藉此，可以一邊抑制氧化矽膜Fo之蝕刻，一邊以預定之蝕刻速率(etching rate)(每一單位時間的蝕刻量)來蝕刻氮化矽膜Fn。
在基板W藉由基板處理裝置1而被處理時係進行將基板W搬入至腔室4內的搬入步驟(圖5之步驟S1)。
具體而言，在全部的噴嘴從基板W之上方退避開且全 部的防護罩11位於下位置的狀態下，搬運機器人(未圖示)一邊用機械手(hand)來支撐基板W，一邊使機械手進入腔室4內。之後，搬運機器人係在基板W之表面向上的狀態下將機械手上的基板W置放於旋轉夾盤5之上。之後，搬運機器人係使機械手從腔室4之內部退避。旋轉馬達9係在基板W藉由旋轉夾盤6而被夾持之後，使基板W之旋轉開始。
其次，進行將磷酸水溶液供給至基板W的磷酸供給步驟(圖5之步驟S2)。
具體而言，第一噴嘴移動單元17使磷酸噴嘴14移動至處理位置，防護罩升降單元13使其中任一個防護罩11對向於基板W。之後，磷酸閥16被開啟，磷酸噴嘴14開始磷酸水溶液之吐出。在磷酸噴嘴14吐出磷酸水溶液時，第一噴嘴移動單元17既可使磷酸噴嘴14在中央處理位置與外周處理位置之間移動，又可使磷酸噴嘴14靜止俾使磷酸水溶液之著液位置位於基板W之上表面中央部，該中央處理位置係從磷酸噴嘴14所吐出的磷酸水溶液著液於基板W之上表面中央部的位置，該外周處理位置係從磷酸噴嘴14所吐出的磷酸水溶液著液於基板W之上表面外周面的位置。
從磷酸噴嘴14所吐出的磷酸水溶液係在著液於基板 W之上表面之後，沿著旋轉中的基板W之上表面而朝向外方流動。藉此，形成有覆蓋基板W之上表面全區的磷酸水溶液之液膜，且在基板W之上表面全區供給有磷酸水溶液。特別是在第一噴嘴移動單元17使磷酸噴嘴14在中央處理位置與外周處理位置之間移動的情況下，由於基板W之上表面全區是以磷酸水溶液之著液位置被掃描，所以磷酸水溶液被均一地供給至基板W之上表面全區。藉此，基板W之上表面被均一地處理。當磷酸閥16被開啟之後經過預定時間時，磷酸閥16被閉合，且來自磷酸噴嘴14的磷酸水溶液之吐出被停止。之後，第一噴嘴移動單元17使磷酸噴嘴14移動至退避位置。
其次，進行將作為沖洗液之一例的純水供給至基板W之上表面的第一沖洗液供給步驟(圖5之步驟S3)。
具體而言，沖洗液閥24被開啟，沖洗液噴嘴22開始純水之吐出。已著液於基板W之上表面的純水係沿著旋轉中的基板W之上表面而朝向外方流動。基板W上的磷酸水溶液係藉由從沖洗液噴嘴22所吐出的純水而沖走。藉此，形成有覆蓋基板W之上表面全區的純水之液膜。當沖洗液閥24被開啟之後經過預定時間時，沖洗液閥24被閉合，且純水之吐出被停止。
其次，進行將SC1供給至基板W的SC1供給步驟(圖 5之步驟S4)。
具體而言，第二噴嘴移動單元21係使SC1噴嘴18移動至處理位置，且防護罩升降單元13使與磷酸供給步驟時不同的防護罩11對向於基板W。之後，SC1閥20被開啟，且SC1噴嘴18開始SC1之吐出。在SC1噴嘴18吐出SC1時，第二噴嘴移動單元21既可使SC1噴嘴18在中央處理位置與外周處理位置之間移動，又可使SC1噴嘴18靜止俾使SC1之著液位置位於基板W之上表面中央部，該中央處理位置係從SC1噴嘴18所吐出的SC1著液於基板W之上表面中央部的位置，該外周處理位置係從SC1噴嘴18所吐出的SC1著液於基板W之上表面外周面的位置。
從SC1噴嘴18所吐出的SC1係在著液於基板W之上表面之後，沿著旋轉中的基板W之上表面而朝向外方流動。藉此，形成有覆蓋基板W之上表面全區的SC1之液膜，且在基板W之上表面全區供給有SC1。特別是在第二噴嘴移動單元21使SC1噴嘴18在中央處理位置與外周處理位置之間移動的情況下，由於基板W之上表面全區是以SC1之著液位置被掃描，所以SC1被均一地供給至基板W之上表面全區。藉此，基板W之上表面被均一地處理。當SC1閥20被開啟之後經過預定時間時，SC1閥20被閉合，且來自SC1噴嘴18的SC1之吐出被停止。之後，第二噴嘴移動單元21使SC1噴嘴18移動至退避位置。
其次，進行將作為沖洗液之一例的純水供給至基板W之上表面的第二沖洗液供給步驟(圖5之步驟S5)。
具體而言，沖洗液閥24被開啟，沖洗液噴嘴22開始純水之吐出。已著液於基板W之上表面的純水係沿著旋轉中的基板W之上表面而朝向外方流動。基板W上的SC1係藉由從沖洗液噴嘴22所吐出的純水而沖走。藉此，形成有覆蓋基板W之上表面全區的純水之液膜。當沖洗液閥24被開啟之後經過預定時間時，沖洗液閥24被閉合，且純水之吐出被停止。
其次，進行藉由基板W之高速旋轉使基板W乾燥的乾燥步驟(圖5之步驟S6)。
具體而言，旋轉馬達9使基板W朝向旋轉方向加速，且以比目前的基板W之轉速更大的高轉速(例如數千rpm)使基板W旋轉。藉此，液體從基板W被除去，基板W會乾燥。當基板W之高速旋轉開始之後經過預定時間時，旋轉馬達9停止旋轉。藉此，基板W之旋轉被停止。
其次，進行將基板W從腔室4搬出的搬出步驟(圖5之步驟S7)。
具體而言，防護罩升降單元13係使全部的防護罩11下降至下位置。之後，搬運機器人(未圖示)使機械手進入腔室4內。搬運機器人係在複數個夾盤銷6解除基板W之夾持之後，以機械手支撐旋轉夾盤5上的基板W。之後，搬運機器人係一邊以機械手支撐基板W，一邊使機械手從腔室4之內部退避。藉此，處理完成的基板W被從腔室4搬出。
圖6係顯示控制裝置3之功能方塊的方塊圖。以下，參照圖2、圖3及圖6。
控制裝置3係包含使磷酸槽31內的磷酸水溶液之矽濃度穩定的矽濃度控制部71。矽濃度控制部71係指藉由CPU61執行已被安裝於控制裝置3的程式P所實現的功能方塊。
矽濃度控制部71係包含：濃度監視部72，係基於矽濃度計50之檢測值來監視磷酸槽31內的磷酸水溶液之矽濃度；液量減少部73，係按照來自濃度監視部72之液量減少指令來使磷酸槽31內的磷酸水溶液之液量減少至規定液量範圍之下限值以下的值；以及新液補充部76，係藉由將未使用之新的磷酸水溶液補充至磷酸槽31來使磷酸槽31內的磷酸水溶液之液量增加至規定液量範圍內之值。
液量減少部73係包含：槽液減少部74，係藉由開閉排放閥42來使磷酸槽31內的液體減少；以及回收量減少部75，係藉由開閉回收閥37及排液閥39來使從杯體12被回收至磷酸槽31的磷酸水溶液之液量減少。排放流量調整閥43之開啟度係藉由槽液減少部74所變更，排液流量調整閥40之開啟度係藉由回收量減少部75所變更。
新液補充部76係包含：液量監視部77，係基於液量感測器44之檢測值來監視磷酸槽31內的磷酸水溶液之液量；補充執行部78，係按照來自液量監視部77之補充指令來開啟補充閥46，且對磷酸槽31補充磷酸水溶液；以及濃度變更部79，係藉由變更第一補充流量調整閥49A及第二補充流量調整閥49B之開啟度，來變更被補充至磷酸槽31的磷酸水溶液之矽濃度。
在補充至磷酸槽31的磷酸水溶液之液量為相同的情況下，當使補充的磷酸水溶液之矽濃度變化時，磷酸水溶液之補充前後的磷酸槽31內的磷酸水溶液之矽濃度的變化量亦會變化。因此，矽濃度控制部71係藉由使新液補充部76改變補充的磷酸水溶液之矽濃度，就可以變更磷酸水溶液之補充前後的磷酸槽31內的磷酸水溶液之矽濃度變化量。
圖7A及圖7B係顯示磷酸槽31內的磷酸水溶液的矽濃度時間變化和磷酸槽31內的磷酸水溶液的液量時間變化的時序圖。圖7B係顯示圖7A之後續。以下係參照圖2、圖6、圖7A及圖7B。
當磷酸閥16被開啟時(圖7A之時刻T1)，磷酸槽31內的磷酸水溶液就被送至磷酸噴嘴14，且從磷酸噴嘴14朝向基板W被吐出。回收閥37亦可在磷酸閥16開始之前或之後開啟，又可與磷酸閥16被開啟的同時被開啟。圖7A係顯示磷酸閥16被開啟之後回收閥37被開啟之例(圖7A之時刻T2)。排液閥39係當回收閥37被開啟時閉合，且當回收閥37被閉合時開啟。
當回收閥37開啟中時，已被供給至基板W的磷酸水溶液被回收至磷酸槽31。當磷酸水溶液被供給至基板W時，基板W中所包含的矽溶入於磷酸水溶液，且矽濃度上升。當該磷酸水溶液被回收至磷酸槽31時，磷酸槽31內的磷酸水溶液之矽濃度上升。控制裝置3之濃度監視部72係基於矽濃度計50之檢測值來監視磷酸槽31內的磷酸水溶液之矽濃度。
當磷酸槽31內的磷酸水溶液之矽濃度達到規定濃度範圍之上限值時(圖7A之時刻T3)，濃度監視部72將使磷酸槽31內的磷酸水溶液之液量減少的液量減少指令傳送 至控制裝置3之液量減少部73。液量減少部73係接受液量減少指令，使磷酸槽31內的磷酸水溶液之液量減少至規定液量範圍之下限值以下的值(時刻T3至時刻T5)。圖7A係顯示藉由將磷酸槽31內的磷酸水溶液於排放配管41排出，使磷酸槽31內的磷酸水溶液之液量減少之例。在此情況下，液量減少部73係將排放閥42開啟預定時間(時刻T3至時刻T5)。
當排放閥42被開啟時，磷酸槽31內的磷酸水溶液之液量逐漸減少。當磷酸槽31內的磷酸水溶液之液量達到規定液量範圍之下限值時(圖7A之時刻T4)，控制裝置3之新液補充部76開啟補充閥46(圖7A之時刻T4)，且將未使用之新的磷酸水溶液補充至磷酸槽31。此時，回收閥37及排放閥42亦被開啟。因此，已被供給至基板W的磷酸水溶液和未使用之新的磷酸水溶液被供給至磷酸槽31，另一方面，磷酸槽31內的磷酸水溶液之一部分會於排放配管41被排出。
若於排放配管41被排出的磷酸水溶液之流量比被補充至磷酸槽31的磷酸水溶液之流量更多，則磷酸槽31內的磷酸水溶液之液量的減少率就會成為平緩。圖7A係顯示該例。與此相反，若於排放配管41被排出的磷酸水溶液之流量比被補充至磷酸槽31的磷酸水溶液之流量更少，則磷酸槽31內的磷酸水溶液之液量增加。若兩者相等，則磷 酸槽31內的液量大概維持於一定。
當磷酸槽31內的磷酸水溶液之液量達到上限值與下限值之間的目標值時，新液補充部76關閉補充閥46(圖7A之時刻T6)，且停止磷酸水溶液之補充。如此，磷酸槽31內的磷酸水溶液之液量恢復至規定液量範圍內之值。更且，由於被補充至磷酸槽31之未使用的磷酸水溶液之矽濃度係比磷酸槽31內的磷酸水溶液之矽濃度更低，所以在未使用的磷酸水溶液被補充至磷酸槽31的期間(圖7A之時刻T4至時刻T6)，磷酸槽31內的磷酸水溶液之矽濃度降低。藉此，磷酸槽31內的磷酸水溶液之矽濃度降低至規定濃度範圍內之值(圖7A之時刻T6)。
補充閥46在圖7A之時刻T6被關閉之後，已被供給至基板W的磷酸水溶液會持續被回收，相對於此，由於磷酸水溶液之補充被停止，所以磷酸槽31內的磷酸水溶液之矽濃度再次持續上升。當磷酸水溶液之矽濃度達到規定濃度範圍之上限值時(圖7A之時刻T7)，與前述同樣進行磷酸水溶液之排出和磷酸水溶液之補充(圖7A之時刻T7至時刻T8)。藉此，可以抑制被供給至基板W的磷酸水溶液之矽濃度的變動。
當磷酸閥16被開啟之後經過預定時間時，磷酸閥16被閉合(圖7B之時刻T9)，且來自磷酸噴嘴14的磷酸水溶 液之吐出被停止。之後，回收閥37被閉合，排液閥39被開啟(圖7B之時刻T10)。當磷酸水溶液之吐出被停止時，會變得沒有磷酸水溶液從杯體12送回至磷酸槽31。然而，由於磷酸槽31或加熱器34中所包含的矽會溶入於磷酸槽31內的磷酸水溶液，所以磷酸槽31內的磷酸水溶液之矽濃度係以比目前更小的比例持續上升(圖7B之時刻T10至時刻T11)。
在往基板W的磷酸水溶液之供給被停止時，當磷酸槽31內的磷酸水溶液之矽濃度達到規定濃度範圍之上限值時，與前述同樣地進行磷酸水溶液之排出和磷酸水溶液之補充(圖7B之時刻T11至時刻T12)。因此，並非僅在已被供給至基板W的磷酸水溶液被回收至磷酸槽31的處理時，在磷酸水溶液未被供給至基板W的非處理時磷酸槽31內的磷酸水溶液之矽濃度亦被維持於規定濃度範圍內。
如以上，在本實施形態中係將被貯存於磷酸槽31的磷酸水溶液導引至磷酸噴嘴14，且使磷酸噴嘴14吐出。從磷酸噴嘴14所吐出的磷酸水溶液係著液於旋轉中的基板W之表面，且沿著基板W之表面朝向外方流動。藉此，於基板W之表面全區供給有磷酸水溶液，且氮化矽膜被選擇性地蝕刻。
已被供給至基板W的磷酸水溶液係被回收至磷酸槽 31。於已被回收的磷酸水溶液係溶入有基板W中所包含的矽。因此，當持續往基板W的磷酸水溶液之供給時，磷酸槽31內的磷酸水溶液之矽濃度逐漸上升。磷酸槽31內的磷酸水溶液之矽濃度係藉由矽濃度計50所檢測。
當磷酸槽31內的磷酸水溶液之矽濃度達到規定濃度範圍之上限值時，磷酸槽31內的磷酸水溶液之液量被減少。換句話說，磷酸槽31內的磷酸水溶液及送回至磷酸槽31的磷酸水溶液之至少一方被減少。此等的磷酸水溶液係指與無法回收的磷酸水溶液不同的磷酸水溶液。當磷酸槽31內的液量減少至規定液量範圍之下限值以下的值時，未使用之新的磷酸水溶液被補充至磷酸槽31。
當新的磷酸水溶液被補充至磷酸槽31時，磷酸槽31內的磷酸水溶液之液量增加至規定液量範圍內之值。更且，由於對已溶入有基板W中所包含的矽的磷酸水溶液添加新的磷酸水溶液，所以磷酸槽31內的磷酸水溶液之矽濃度藉由磷酸水溶液之補充而降低。藉此，磷酸槽31內的磷酸水溶液之矽濃度被調整成規定濃度範圍內之值。因此，可以使被供給至基板W的磷酸水溶液之矽濃度穩定。
如此，磷酸槽31內的磷酸水溶液之液量係為了調節磷酸水溶液之矽濃度而意圖性地被減少，並非僅減少無法回收的磷酸水溶液之部分。因此，可以意圖性地變更補充磷 酸水溶液的時序或磷酸水溶液之補充量。更且，藉由變更所補充的磷酸水溶液之液量等，就可以調節磷酸水溶液補充後的磷酸水溶液之矽濃度。藉此，可以使磷酸槽31內的磷酸水溶液之矽濃度穩定，且可以使被供給至基板W的磷酸水溶液之矽濃度穩定。
矽濃度的規定濃度範圍之上限值及下限值的差例如是10ppm至100ppm左右。當磷酸槽31內的磷酸水溶液之矽濃度達到比規定濃度範圍之上限值更高濃度的交換濃度時，磷酸槽31內的全部磷酸水溶液透由排放配管41而被排出，且被交換成新的磷酸水溶液。在本實施形態中，由於可以使磷酸水溶液之矽濃度穩定，所以可以使磷酸水溶液之交換頻率降低。藉此，可以減低基板處理裝置1的運轉成本(running cost)。
在本實施形態中，不僅可以意圖性地變更磷酸水溶液被補充至磷酸槽31的時序和被補充至磷酸槽31的磷酸水溶液之液量，還可以意圖性地變更被補充至磷酸槽31的磷酸水溶液之矽濃度。藉此，可以抑制剛補充磷酸水溶液後所產生的溫度之變動或不均。或是，可以抑制剛補充磷酸水溶液後所產生的矽濃度之變動或不均。
具體而言，若將補充的磷酸水溶液之矽濃度設得足夠低，則只要補充少量的磷酸水溶液就可以使磷酸槽31內的 磷酸水溶液之矽濃度降低至規定濃度範圍內之值。在此情況下，即便所補充的磷酸水溶液之溫度與磷酸槽31內的磷酸水溶液之溫度不同，仍可以抑制剛補充磷酸水溶液後在磷酸槽31內所產生的磷酸水溶液之溫度變動或不均。
又，即便補充的磷酸水溶液之矽濃度沒有極端的低，只要增加補充的磷酸水溶液之量，可以使磷酸槽31內的磷酸水溶液之矽濃度降低至規定濃度範圍內之值。在此情況下，由於矽濃度與磷酸槽31內的磷酸水溶液大概相等的磷酸水溶液被補充至磷酸槽31，所以可以抑制剛補充磷酸水溶液後所產生的矽濃度之變動或不均。
在本實施形態中，磷酸水溶液之吐出被開始並經過某程度的時間之後，開始磷酸水溶液之回收。從基板W溶入於磷酸水溶液的矽之量通常是剛開始往基板W的磷酸水溶液之供給後最多，且伴隨時間之經過而減少。因此，並非是將剛開始磷酸水溶液之供給後從基板W所回收的磷酸水溶液回收至磷酸槽31，而是於排液配管38排出，藉此可以抑制磷酸槽31內的磷酸水溶液之矽濃度的上升。
在本實施形態中，磷酸槽31之接液部31a(參照圖2)和加熱器34之接液部34a(參照圖2)係由石英所製作。石英中所包含的矽係在供給至基板W之前溶入於磷酸水溶液。因此，磷酸槽31內的磷酸水溶液之矽濃度，不僅會在已供 給至基板W的磷酸水溶液被回收至磷酸槽31的處理時上升，就連磷酸水溶液未被供給至基板W的非處理時亦會上升。當非處理時磷酸槽31內的磷酸水溶液之矽濃度達到規定濃度範圍之上限值時，磷酸槽31內的磷酸水溶液之液量就會意圖性地減少，且新的磷酸水溶液會補充至磷酸槽31。因此，在非處理時亦可以使磷酸槽31內的磷酸水溶液之矽濃度穩定。
[其他的實施形態]
本發明並非被限定於前述的實施形態之內容，能夠進行各種的變更。
例如，在磷酸槽31內的磷酸水溶液之矽濃度已達到規定濃度範圍之上限值時，並非是將磷酸槽31內的磷酸水溶液於排放配管41排出，而是將從處理杯體10被回收至磷酸槽31的磷酸水溶液之一部分於排液配管38排出，藉此亦可使磷酸槽31內的磷酸水溶液之液量減少。
具體而言，亦可如圖8中之一點鏈線的四角所示，無關磷酸水溶液之矽濃度而將排放閥42設成已閉合狀態，當磷酸槽31內的磷酸水溶液之矽濃度達到規定濃度範圍之上限值時，亦可暫時閉合回收閥37，且暫時開啟排液閥39。
依據該構成，由於不使矽濃度比磷酸槽31內的磷酸水溶液更高的磷酸水溶液，也就是不使已被供給至基板W的磷酸水溶液回收至磷酸槽31地使磷酸槽31內的磷酸水溶液之液量減少，所以可以一邊抑制磷酸槽31內的磷酸水溶液之矽濃度的上升，一邊使磷酸槽31內的磷酸水溶液之液量減少至規定液量範圍之下限值以下的值。
亦可將排液配管38連接於杯體12而不是連接於回收配管36。又，亦可將排液配管38連接於循環配管32。在此情況下，只要開啟排液閥39，就可以將從循環配管32送回至磷酸槽31的磷酸水溶液之一部分於排液配管38排出。藉此，可以使磷酸槽31內的磷酸水溶液之液量減少。
只要沒有必要變更被補充至磷酸槽31的磷酸水溶液之矽濃度，亦可省略第一個別配管47A及第二個別配管47B之一方。
在前述的實施形態中係從第一個別配管47A及第二個別配管47B對磷酸槽31補充了磷酸水溶液。但是，亦可對磷酸槽31個別地補充磷酸和水，且將所補充後的磷酸及水在磷酸槽31之內部混合。
基板處理裝置1係不限於處理圓板狀之基板W的裝置， 亦可為處理多角形之基板W的裝置。
亦可組合前述之全部構成的二個以上之構成。亦可組合前述之全部步驟的二個以上之步驟。
本申請案係對應於2017年4月20日在日本特許廳所提出的特願2017-083934號，且該申請案的全部揭示係藉由引用而編入於此。
雖然已針對本發明之實施形態加以詳細說明，但是此等只不過是為了明白本發明之技術內容所用的具體例，本發明不應被解釋限定於此等的具體例，本發明之精神及範圍係僅藉由所附的申請專利範圍所限定。

Claims (12)

  1. 一種基板處理方法，係對氧化矽膜和氮化矽膜已在表面露出的基板供給包含矽的磷酸水溶液而選擇性地蝕刻前述氮化矽膜，且包含：磷酸貯存步驟，係將被供給至前述基板的前述磷酸水溶液貯存於磷酸槽；磷酸導引步驟，係將前述磷酸水溶液從前述磷酸槽導引至磷酸噴嘴；磷酸吐出步驟，係使前述磷酸噴嘴朝向前述基板之表面吐出前述磷酸水溶液；基板旋轉步驟，係與前述磷酸吐出步驟同時進行，用以一邊水平地保持前述基板一邊使前述基板繞著通過前述基板之中央部的鉛直之旋轉軸線旋轉；磷酸回收步驟，係藉由磷酸回收單元將從前述磷酸噴嘴被供給至前述基板的前述磷酸水溶液回收至前述磷酸槽；濃度檢測步驟，係檢測前述磷酸槽內的前述磷酸水溶液之矽濃度；液量減少步驟，係當前述磷酸槽內的前述磷酸水溶液之矽濃度達到規定濃度範圍之上限值時，從前述磷酸槽排出前述磷酸水溶液，及/或使送回至前述磷酸槽的前述磷酸水溶液之量減少，藉此使前述磷酸槽 內的前述磷酸水溶液之液量減少至規定液量範圍之下限值以下的值；以及磷酸補充步驟，係當在前述液量減少步驟中前述磷酸槽內的前述磷酸水溶液之液量減少至前述規定液量範圍之下限值以下的值時，從不同於前述磷酸回收單元的磷酸補充單元將磷酸水溶液補充至前述磷酸槽，藉此使前述磷酸槽內的前述磷酸水溶液之液量增加至前述規定液量範圍內之值，並且使前述磷酸槽內的前述磷酸水溶液之矽濃度降低至前述規定濃度範圍內之值。
  2. 如請求項1所記載之基板處理方法，其中前述磷酸補充步驟係包含：濃度變更步驟，用以變更從前述磷酸補充單元被補充至前述磷酸槽的前述磷酸水溶液之矽濃度。
  3. 如請求項1或2所記載之基板處理方法，其中前述磷酸回收步驟係包含：吐出開始後回收步驟，用以在前述磷酸吐出步驟中來自前述磷酸噴嘴的前述磷酸水溶液之吐出開始之後，開始往前述磷酸槽的前述磷酸水溶液之回收。
  4. 如請求項1或2所記載之基板處理方法，其中前述液量減少步驟係包含：回收量減少步驟，用以當前述磷酸槽內的前述磷酸水溶液之矽濃度達到前述規定濃度範圍之上限值時，使從前述基板送回至前述磷酸槽的前述磷酸水溶液之液量減少。
  5. 如請求項1或2所記載之基板處理方法，其中前述磷酸貯存步驟係包含：使前述磷酸水溶液接觸於前述磷酸槽的石英製之接液部的步驟。
  6. 如請求項1或2所記載之基板處理方法，其中前述基板處理方法係更包含：磷酸加熱步驟，用以在前述磷酸水溶液被供給至前述磷酸噴嘴前以加熱器加熱前述磷酸水溶液；前述磷酸加熱步驟係包含：使前述磷酸水溶液接觸於前述加熱器的石英製之接液部的步驟。
  7. 一種基板處理裝置，係對氧化矽膜和氮化矽膜已在表面露出的基板供給包含矽的磷酸水溶液而選擇性地蝕刻前述氮化矽膜，且包含：基板保持單元，係一邊水平地保持前述基板一邊使前述基板繞著通過前述基板之中央部的鉛直之旋轉軸線旋轉；磷酸噴嘴，係朝向由前述基板保持單元所保持的前述基板之表面吐出前述磷酸水溶液；磷酸槽，用以貯存從前述磷酸噴嘴所吐出的前述磷酸水溶液；磷酸導引單元，用以從前述磷酸槽將前述磷酸水溶液導引至前述磷酸噴嘴；磷酸回收單元，用以將從前述磷酸噴嘴被供給至前述基板的前述磷酸水溶液回收至前述磷酸槽； 磷酸補充單元，係與前述磷酸回收單元不同，且藉由將前述磷酸水溶液補充至前述磷酸槽，將前述磷酸槽內的前述磷酸水溶液之液量維持於規定液量範圍內；液量減少單元，係從前述磷酸槽排出前述磷酸水溶液，及/或使送回至前述磷酸槽的前述磷酸水溶液之量減少，藉此使前述磷酸槽內的前述磷酸水溶液之液量減少；矽濃度計，用以檢測前述磷酸槽內的前述磷酸水溶液之矽濃度；以及控制裝置，用以控制前述基板處理裝置；前述控制裝置係執行以下的步驟：磷酸貯存步驟，係使被供給至前述基板的前述磷酸水溶液貯存於前述磷酸槽；磷酸導引步驟，係使前述磷酸導引單元將前述磷酸水溶液從前述磷酸槽導引至磷酸噴嘴；磷酸吐出步驟，係使前述磷酸噴嘴朝向前述基板之表面吐出前述磷酸水溶液；基板旋轉步驟，係與前述磷酸吐出步驟同時進行，用以使前述基板保持單元將前述基板繞著前述旋轉軸線旋轉； 磷酸回收步驟，係使前述磷酸回收單元將從前述磷酸噴嘴被供給至前述基板的前述磷酸水溶液回收至前述磷酸槽；濃度檢測步驟，係使前述矽濃度計檢測前述磷酸槽內的前述磷酸水溶液之矽濃度；液量減少步驟，係當前述磷酸槽內的前述磷酸水溶液之矽濃度達到規定濃度範圍之上限值時，使前述液量減少單元將前述磷酸槽內的前述磷酸水溶液之液量減少至前述規定液量範圍之下限值以下的值；以及磷酸補充步驟，係當在前述液量減少步驟中前述磷酸槽內的前述磷酸水溶液之液量減少至前述規定液量範圍之下限值以下的值時，使前述磷酸補充單元將前述磷酸水溶液補充至前述磷酸槽，藉此使前述磷酸槽內的前述磷酸水溶液之液量增加至前述規定液量範圍內之值，並且使前述磷酸槽內的前述磷酸水溶液之矽濃度降低至前述規定濃度範圍內之值。
  8. 如請求項7所記載之基板處理裝置，其中前述磷酸補充單元係包含：濃度變更單元，用以變更被補充至前述磷酸槽的前述磷酸水溶液之矽濃度；前述磷酸補充步驟係包含：濃度變更步驟，用以使前述濃度變更單元變更被補充至前述磷酸槽的磷酸水溶液之矽濃度。
  9. 如請求項7或8所記載之基板處理裝置，其中前述磷酸回收步驟係包含：吐出開始後回收步驟，用以在前述磷酸吐出步驟中來自前述磷酸噴嘴的前述磷酸水溶液之吐出開始之後，使前述磷酸回收單元開始往前述磷酸槽的前述磷酸水溶液之回收。
  10. 如請求項7或8所記載之基板處理裝置，其中前述磷酸回收單元係包含：筒狀之處理杯體，用以接住由前述基板保持單元所保持的前述基板飛散的前述磷酸水溶液；以及回收配管，用以將前述處理杯體內的前述磷酸水溶液導引至前述磷酸槽；前述液量減少單元係包含：排液配管，用以將前述磷酸水溶液從前述處理杯體及回收配管之至少一方排出；以及回收排液切換閥，用以切換成包含回收狀態及排液狀態的複數個狀態，前述回收狀態係藉由前述處理杯體所接住的前述磷酸水溶液經由前述回收配管而送回至前述磷酸槽的狀態，前述排液狀態係藉由前述處理杯體所接住的前述磷酸水溶液被排出至前述排液配管的狀態；前述液量減少步驟係包含：回收量減少步驟，用以當前述磷酸槽內的前述磷酸水溶液之矽濃度達到前述規定濃度範圍之上限值時，將前述回收排液切換閥 從前述回收狀態切換至前述排液狀態，且使從前述基板送回至前述磷酸槽的前述磷酸水溶液之液量減少。
  11. 如請求項7或8所記載之基板處理裝置，其中前述磷槽係包含：石英製之接液部，係接觸於前述磷酸水溶液。
  12. 如請求項7或8所記載之基板處理裝置，其中前述基板處理裝置係更包含：加熱器，係在前述磷酸水溶液被供給至前述磷酸噴嘴之前將前述磷酸水溶液予以加熱；前述加熱器係包含：石英製之接液部，係接觸於前述磷酸水溶液。
TW107111306A 2017-04-20 2018-03-30 基板處理方法及基板處理裝置 TWI693271B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-083934 2017-04-20
JP2017083934A JP6909620B2 (ja) 2017-04-20 2017-04-20 基板処理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201842166A TW201842166A (zh) 2018-12-01
TWI693271B true TWI693271B (zh) 2020-05-11

Family

ID=63852392

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107111306A TWI693271B (zh) 2017-04-20 2018-03-30 基板處理方法及基板處理裝置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10854469B2 (zh)
JP (1) JP6909620B2 (zh)
KR (1) KR102126116B1 (zh)
CN (1) CN108735626B (zh)
TW (1) TWI693271B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7264729B2 (ja) * 2019-05-31 2023-04-25 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置および基板処理方法
US10985028B1 (en) * 2019-10-18 2021-04-20 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Semiconductor devices and methods of manufacturing
JP7364641B2 (ja) * 2021-10-27 2023-10-18 三益半導体工業株式会社 スピンエッチング装置用ポンプフィルターの再生システム及び再生方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201340233A (zh) * 2012-03-27 2013-10-01 Dainippon Screen Mfg 基板處理裝置
CN104716022A (zh) * 2013-12-11 2015-06-17 斯克林集团公司 基板处理方法和基板处理装置
TW201539570A (zh) * 2014-03-17 2015-10-16 Screen Holdings Co Ltd 基板處理裝置及使用基板處理裝置之基板處理方法
US20160035597A1 (en) * 2014-07-29 2016-02-04 SCREEN Holdings Co., Ltd. Substrate processing apparatus and substrate processing method

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5456795A (en) * 1993-05-20 1995-10-10 Canon Kabushiki Kaisha Method and apparatus for regenerating etching liquid
JPH09275091A (ja) * 1996-04-03 1997-10-21 Mitsubishi Electric Corp 半導体窒化膜エッチング装置
JPH1050682A (ja) * 1996-08-01 1998-02-20 Seiko Epson Corp 半導体装置の製造方法及び製造装置及び半導体装置
JPH11279777A (ja) 1998-03-26 1999-10-12 Shin Etsu Handotai Co Ltd エッチング液の管理方法、及びエッチング液管理システム
US20070070803A1 (en) * 1998-04-16 2007-03-29 Urquhart Karl J Point-of-use process control blender systems and corresponding methods
US6399517B2 (en) * 1999-03-30 2002-06-04 Tokyo Electron Limited Etching method and etching apparatus
JP2005079212A (ja) * 2003-08-29 2005-03-24 Trecenti Technologies Inc 半導体製造装置、及び半導体装置の製造方法
EP1704586A1 (en) * 2003-12-30 2006-09-27 Akrion Llc System and method for selective etching of silicon nitride during substrate processing
JP4393260B2 (ja) * 2004-04-20 2010-01-06 株式会社東芝 エッチング液管理方法
WO2007118218A2 (en) * 2006-04-07 2007-10-18 Metera, Inc. Detection of silica species in hot phosphoric acid
US8235580B2 (en) * 2006-10-12 2012-08-07 Air Liquide Electronics U.S. Lp Reclaim function for semiconductor processing systems
US8409997B2 (en) * 2007-01-25 2013-04-02 Taiwan Semiconductor Maufacturing Co., Ltd. Apparatus and method for controlling silicon nitride etching tank
JP4358259B2 (ja) * 2007-06-05 2009-11-04 株式会社東芝 半導体製造装置および半導体製造方法
TWI452620B (zh) * 2007-08-20 2014-09-11 Chemical Art Technology Inc Etching apparatus and etching apparatus
US8298435B2 (en) * 2007-10-19 2012-10-30 International Business Machines Corporation Selective etching bath methods
JP4966223B2 (ja) 2008-02-29 2012-07-04 大日本スクリーン製造株式会社 基板処理装置および基板処理方法
JP5340760B2 (ja) * 2009-02-12 2013-11-13 倉敷紡績株式会社 流体制御方法及び流体制御装置
US8008087B1 (en) * 2010-03-25 2011-08-30 Eci Technology, Inc. Analysis of silicon concentration in phosphoric acid etchant solutions
US8105851B1 (en) * 2010-09-23 2012-01-31 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Nitride film wet stripping
US8580133B2 (en) * 2011-11-14 2013-11-12 Globalfoundries Inc. Methods of controlling the etching of silicon nitride relative to silicon dioxide
DE102011088558A1 (de) * 2011-12-14 2013-06-20 Henkel Ag & Co. Kgaa Haarbehandlungsmittel mit speziellen Polymeren
JP6087063B2 (ja) * 2012-05-01 2017-03-01 東京エレクトロン株式会社 エッチング方法、エッチング装置および記憶媒体
WO2013166481A1 (en) * 2012-05-04 2013-11-07 Akrion Systems Llc Method for consistently texturizing silicon wafers during solar cell wet chemical processing
JP5894897B2 (ja) * 2012-09-28 2016-03-30 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法および基板処理装置
JP5976501B2 (ja) 2012-10-30 2016-08-23 東京エレクトロン株式会社 流体加熱装置、その運転制御方法、流体加熱装置を備えた基板処理システム、および記憶媒体
US9887095B2 (en) * 2013-03-12 2018-02-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. System and method for an etch process with silicon concentration control
JP6302708B2 (ja) * 2013-03-29 2018-03-28 芝浦メカトロニクス株式会社 ウェットエッチング装置
JP6502633B2 (ja) * 2013-09-30 2019-04-17 芝浦メカトロニクス株式会社 基板処理方法及び基板処理装置
JP6324775B2 (ja) 2014-03-17 2018-05-16 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置および基板処理装置を用いた基板処理方法
JP6320868B2 (ja) 2014-07-29 2018-05-09 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置および基板処理方法
JP6440111B2 (ja) 2014-08-14 2018-12-19 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理方法
KR102511986B1 (ko) * 2015-09-02 2023-03-21 삼성전자주식회사 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
US10325779B2 (en) * 2016-03-30 2019-06-18 Tokyo Electron Limited Colloidal silica growth inhibitor and associated method and system
JP6789751B2 (ja) * 2016-10-04 2020-11-25 東京エレクトロン株式会社 基板液処理装置、基板液処理方法および記憶媒体
JP6971756B2 (ja) * 2017-02-01 2021-11-24 東京エレクトロン株式会社 基板液処理装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201340233A (zh) * 2012-03-27 2013-10-01 Dainippon Screen Mfg 基板處理裝置
CN104716022A (zh) * 2013-12-11 2015-06-17 斯克林集团公司 基板处理方法和基板处理装置
TW201539570A (zh) * 2014-03-17 2015-10-16 Screen Holdings Co Ltd 基板處理裝置及使用基板處理裝置之基板處理方法
US20160035597A1 (en) * 2014-07-29 2016-02-04 SCREEN Holdings Co., Ltd. Substrate processing apparatus and substrate processing method

Also Published As

Publication number Publication date
JP6909620B2 (ja) 2021-07-28
TW201842166A (zh) 2018-12-01
CN108735626A (zh) 2018-11-02
US20180308706A1 (en) 2018-10-25
CN108735626B (zh) 2022-03-29
JP2018182228A (ja) 2018-11-15
US10854469B2 (en) 2020-12-01
KR20180118063A (ko) 2018-10-30
KR102126116B1 (ko) 2020-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI695425B (zh) 處理液除電方法、基板處理方法以及基板處理系統
KR102101073B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
TWI693271B (zh) 基板處理方法及基板處理裝置
KR102182116B1 (ko) 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
TWI666069B (zh) 基板處理方法
KR102192767B1 (ko) 기판 처리 장치
KR20210064061A (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
JP6489475B2 (ja) 基板処理装置
JP2009231732A (ja) 基板処理装置および基板処理方法
JP2016157852A (ja) 基板処理装置
JP2016152354A (ja) 基板処理装置
JP6504540B2 (ja) 基板処理装置
KR101939905B1 (ko) 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
JP6461641B2 (ja) 基板処理装置
TWI758708B (zh) 基板處理方法及基板處理裝置
JP5194044B2 (ja) 処理液供給装置および処理液供給方法
JP2020096012A (ja) 基板処理装置および基板処理方法
JP6485904B2 (ja) 基板処理装置
JP2017175041A (ja) 基板処理装置および基板処理方法
JP2016157853A (ja) 基板処理装置