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特開2019-220518基板処理装置および処理液再利用方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2019-220518(P2019-220518A)
(43)【公開日】2019年12月26日
(54)【発明の名称】基板処理装置および処理液再利用方法
(51)【国際特許分類】
   H01L 21/306 20060101AFI20191129BHJP
   H01L 21/304 20060101ALI20191129BHJP
【FI】
   H01L21/306 E
   H01L21/306 J
   H01L21/304 642A
   H01L21/304 648G
   H01L21/304 648K
   H01L21/304 648F
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】OL
【全頁数】20
(21)【出願番号】特願2018-114963(P2018-114963)
(22)【出願日】2018年6月15日
(71)【出願人】
【識別番号】000219967
【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 秀明
(72)【発明者】
【氏名】北野 淳一
(72)【発明者】
【氏名】金川 耕三
【テーマコード(参考)】
5F043
5F157
【Fターム(参考)】
5F043AA35
5F043BB23
5F043BB27
5F043DD07
5F043EE12
5F043EE22
5F043EE23
5F043EE24
5F043EE25
5F043EE28
5F043EE33
5F043EE35
5F043EE36
5F043GG10
5F157AA30
5F157AA63
5F157AB03
5F157AB13
5F157AB34
5F157BB04
5F157BB66
5F157BC13
5F157BC53
5F157BE12
5F157BE48
5F157BE59
5F157CC02
5F157CD34
5F157CE34
5F157CE35
5F157CE36
5F157CE37
5F157CF04
5F157CF14
5F157CF34
5F157CF42
5F157CF60
5F157CF74
5F157CF99
5F157DB37
5F157DC84
5F157DC85
5F157DC86
(57)【要約】
【課題】処理液の廃棄量を削減することのできる技術を提供する。
【解決手段】本開示による基板処理装置は、処理槽と、貯留部と、除去部と、混合部と、戻り路とを備える。処理槽は、薬液とシリコンとを含む処理液に基板を浸漬させて該基板のエッチング処理を行う。貯留部は、処理槽から排出された処理液を回収して貯留する。除去部は、処理槽から排出された処理液の一部を回収し、回収した処理液からシリコンを除去する。混合部は、貯留部に貯留された処理液と、除去部によってシリコンが除去された処理液とを混合する。戻り路は、混合部によって混合された処理液を処理槽に戻す。
【選択図】図3
【特許請求の範囲】
【請求項1】
薬液とシリコンとを含む処理液に基板を浸漬させて該基板のエッチング処理を行う処理槽と、
前記処理槽から排出された前記処理液を回収して貯留する貯留部と、
前記処理槽から排出された前記処理液の一部を回収し、回収した前記処理液からシリコンを除去する除去部と、
前記貯留部に貯留された前記処理液と、前記除去部によってシリコンが除去された前記処理液とを混合する混合部と、
前記混合部によって混合された前記処理液を前記処理槽に戻す戻り路と
を備える、基板処理装置。
【請求項2】
前記貯留部に貯留された前記処理液のうち第1の量の処理液を前記混合部に供給する第1供給部と、
前記除去部によってシリコンが除去された前記処理液のうち第2の量の処理液を前記混合部に供給する第2供給部と
を備える、請求項1に記載の基板処理装置。
【請求項3】
前記第1供給部および前記第2供給部は、
前記処理液のシリコン濃度の初期値に基づいて前記第1の量および前記第2の量が設定される、請求項2に記載の基板処理装置。
【請求項4】
複数の前記処理槽と、
複数の前記処理槽から排出された前記処理液を回収して貯留する前記貯留部と、
複数の前記処理槽に対応する複数の前記第1供給部および複数の前記第2供給部と、
複数の前記処理槽に対応し、同一の前記処理槽に対応する前記第1供給部および前記第2供給部に接続される複数の前記混合部と
を備える、請求項2または3に記載の基板処理装置。
【請求項5】
異なる複数のシリコン濃度に対応する複数の前記除去部を備える、請求項1〜4のいずれか一つに記載の基板処理装置。
【請求項6】
前記除去部は、
回収した前記処理液から該処理液に含まれるシリコンのうちの一部を除去する、請求項1〜5のいずれか一つに記載の基板処理装置。
【請求項7】
前記処理槽において前記処理液を加熱する第1加熱部と、
前記貯留部において前記処理液を加熱する第2加熱部と
を備える、請求項1〜6のいずれか一つに記載の基板処理装置。
【請求項8】
前記混合部において前記処理液を加熱する第3加熱部
を備える、請求項7に記載の基板処理装置。
【請求項9】
薬液とシリコンとを含む処理液に基板を浸漬させて該基板のエッチング処理を行う処理槽から排出された前記処理液を回収して貯留する貯留工程と、
前記処理槽から排出された前記処理液の一部を回収し、回収した前記処理液からシリコンを除去する除去工程と、
前記貯留工程において貯留した前記処理液と、前記除去工程においてシリコンが除去された前記処理液とを混合する混合工程と、
前記混合工程において混合された前記処理液を前記処理槽に戻す戻り工程と
を含む、処理液再利用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、基板処理装置および処理液再利用方法に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体ウェハ等の基板を処理液に浸漬させることにより、基板をエッチングする技術が知られている。たとえば、特許文献1には、リン酸水溶液に基板を浸漬させることにより、基板の表面に形成された窒化膜をエッチングする技術が開示されている。
【0003】
リン酸水溶液を用いて基板のエッチング処理を繰り返し行うと、リン酸水溶液中のシリコン濃度が増加し、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜との選択比が変化してしまい、基板のエッチング処理を良好に行えなくなる。このため、特許文献1に記載の技術では、処理槽に貯留されている処理液の一部を廃棄し、廃棄した量に相当する量のリン酸水溶液を処理槽に補充することで、処理槽内の処理液のシリコン濃度を所望の濃度に調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2013−93478号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本開示は、処理液の廃棄量を削減することのできる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一態様による基板処理装置は、処理槽と、貯留部と、除去部と、混合部と、戻り路とを備える。処理槽は、薬液とシリコンとを含む処理液に基板を浸漬させて該基板のエッチング処理を行う。貯留部は、処理槽から排出された処理液を回収して貯留する。除去部は、処理槽から排出された処理液の一部を回収し、回収した処理液からシリコンを除去する。混合部は、貯留部に貯留された処理液と、除去部によってシリコンが除去された処理液とを混合する。戻り路は、混合部によって混合された処理液を処理槽に戻す。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、処理液の廃棄量を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1図1は、実施形態に係る基板処理装置の構成を示す図である。
図2図2は、実施形態に係るエッチング用の処理槽の構成を示す図である。
図3図3は、実施形態に係る再生装置の構成を示す図である。
図4図4は、実施形態に係る再生処理の一例を示す図である。
図5図5は、実施形態における第1変形例に係る再生装置の構成を示す図である。
図6図6は、実施形態における第2変形例に係る再生装置の構成を示す図である。
図7図7は、実施形態における第2変形例に係る再生処理の一例を示す図である。
図8図8は、実施形態における第3変形例に係る再生装置の構成を示す図である。
図9図9は、実施形態における第4変形例に係る再生装置の構成を示す図である。
図10図10は、実施形態における第4変形例に係る再生処理の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下に、本開示による基板処理装置および処理液再利用方法を実施するための形態(以下、「実施形態」と記載する)について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示による基板処理装置および処理液再利用方法が限定されるものではない。また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。また、以下の各実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。
【0010】
基板上に形成された窒化膜(SiN)と酸化膜(SiO2)のうち、窒化膜のみを選択的にエッチングする処理が知られている。
【0011】
シリコン窒化膜のエッチング処理では、薬液にシリコン(Si)含有化合物(以下、単に「シリコン」と称する場合がある。)を添加した処理液が用いられる。薬液は、たとえば、リン酸(H3PO4)水溶液である。処理液のシリコン濃度の調整は、たとえば、リン酸水溶液にダミー基板を浸漬させてダミー基板中のシリコンをリン酸水溶液に溶解させることによって行われる。
【0012】
処理液のシリコン濃度は、エッチング処理を繰り返し行うことで増加することが知られている。処理液のシリコン濃度が増加すると、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜との選択比が変化してしまい、基板のエッチング処理を良好に行えなくなる。このため、処理槽に貯留されている処理液の一部を廃棄し、廃棄した量に相当する量のリン酸水溶液を処理槽に補充することで、処理槽内の処理液の濃度を調整する処理が必要に応じて行われる。
【0013】
しかしながら、処理液の消費量を削減するためには、処理液をできるだけ廃棄しないことが望ましい。そこで、処理液の廃棄量を削減することが期待されている。
【0014】
[基板処理装置の構成]
まず、実施形態に係る基板処理装置の構成について図1を参照して説明する。図1は、実施形態に係る基板処理装置の構成を示す図である。以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するX軸、Y軸およびZ軸を規定し、Z軸正方向を鉛直上向き方向とする。
【0015】
図1に示すように、実施形態に係る基板処理装置1は、キャリア搬入出部2と、ロット形成部3と、ロット載置部4と、ロット搬送部5と、ロット処理部6と、制御部100とを有する。
【0016】
キャリア搬入出部2は、複数枚(例えば、25枚)の基板(シリコンウエハ)8を水平姿勢で上下に並べて収容したキャリア9の搬入、および搬出を行う。
【0017】
キャリア搬入出部2には、複数個のキャリア9を載置するキャリアステージ10と、キャリア9の搬送を行うキャリア搬送機構11と、キャリア9を一時的に保管するキャリアストック12,13と、キャリア9を載置するキャリア載置台14とが設けられている。
【0018】
キャリア搬入出部2は、外部からキャリアステージ10に搬入されたキャリア9を、キャリア搬送機構11を用いてキャリアストック12やキャリア載置台14に搬送する。すなわち、キャリア搬入出部2は、ロット処理部6で処理する前の複数枚の基板8を収容するキャリア9を、キャリアストック12や、キャリア載置台14に搬送する。
【0019】
キャリアストック12は、ロット処理部6で処理する前の複数枚の基板8を収容するキャリア9を、一時的に保管する。
【0020】
キャリア載置台14に搬送され、ロット処理部6で処理される前の複数枚の基板8を収容するキャリア9からは、後述する基板搬送機構15によって複数枚の基板8が搬出される。
【0021】
また、キャリア載置台14に載置され、基板8を収容していないキャリア9には、基板搬送機構15から、ロット処理部6で処理された後の複数枚の基板8が搬入される。
【0022】
キャリア搬入出部2は、キャリア載置台14に載置され、ロット処理部6で処理された後の複数枚の基板8を収容するキャリア9を、キャリア搬送機構11を用いてキャリアストック13や、キャリアステージ10に搬送する。
【0023】
キャリアストック13は、ロット処理部6で処理した後の複数枚の基板8を一時的に保管する。キャリアステージ10に搬送されたキャリア9は、外部へ搬出される。
【0024】
ロット形成部3には、複数枚(例えば、25枚)の基板8を搬送する基板搬送機構15が設けられている。ロット形成部3は、基板搬送機構15による複数枚(例えば、25枚)の基板8の搬送を例えば2回行うことで、複数枚(例えば、50枚)の基板8からなるロットを形成する。
【0025】
ロット形成部3は、基板搬送機構15を用いて、キャリア載置台14に載置されたキャリア9からロット載置部4へ複数枚の基板8を搬送し、複数枚の基板8をロット載置部4に載置することで、ロットを形成する。
【0026】
ロットを形成する複数枚の基板8は、ロット処理部6によって同時に処理される。ロットを形成するときは、複数枚の基板8のパターン形成面が互いに対向するようにロットを形成してもよく、また、複数枚の基板8のパターン形成面がすべて一方を向くようにロットを形成してもよい。
【0027】
また、ロット形成部3は、ロット処理部6で処理が行われ、ロット載置部4に載置されたロットから、基板搬送機構15を用いて複数枚の基板8をキャリア9へ搬送する。
【0028】
基板搬送機構15は、複数枚の基板8を支持するための基板支持部として、処理前の複数枚の基板8を支持する処理前基板支持部(不図示)と、処理後の複数枚の基板8を支持する処理後基板支持部(不図示)の2種類を有している。これにより、処理前の複数枚の基板8等に付着したパーティクル等が処理後の複数枚の基板8等に転着することを防止することができる。
【0029】
基板搬送機構15は、複数枚の基板8の搬送途中で、複数枚の基板8の姿勢を水平姿勢から垂直姿勢、および垂直姿勢から水平姿勢に変更する。水平姿勢とは、基板8を寝かせた状態のことをいい、垂直姿勢とは、基板8を起立させた状態のことをいう。
【0030】
ロット載置部4は、ロット搬送部5によってロット形成部3とロット処理部6との間で搬送されるロットをロット載置台16で一時的に載置(待機)する。
【0031】
ロット載置部4には、搬入側ロット載置台17と、搬出側ロット載置台18とが設けられている。
【0032】
搬入側ロット載置台17には、処理前のロットが載置される。搬出側ロット載置台18には、処理後のロットが載置される。
【0033】
搬入側ロット載置台17および搬出側ロット載置台18において、1ロット分の複数枚の基板8は、垂直姿勢で前後に並べて載置される。
【0034】
ロット搬送部5は、ロット載置部4とロット処理部6との間や、ロット処理部6の内部間でロットの搬送を行う。
【0035】
ロット搬送部5には、ロットの搬送を行うロット搬送機構19が設けられている。ロット搬送機構19は、ロット載置部4とロット処理部6とに沿わせて配置したレール20と、ロットを保持しながらレール20に沿って移動する移動体21とを有する。
【0036】
移動体21には、垂直姿勢で前後に並んだ複数枚の基板8で形成されるロットを保持する基板保持体22が設けられている。
【0037】
ロット搬送部5は、搬入側ロット載置台17に載置されたロットをロット搬送機構19の基板保持体22で受取り、受取ったロットをロット処理部6に受け渡す。
【0038】
また、ロット搬送部5は、ロット処理部6で処理されたロットをロット搬送機構19の基板保持体22で受取り、受取ったロットを搬出側ロット載置台18に受け渡す。
【0039】
さらに、ロット搬送部5は、ロット搬送機構19を用いてロット処理部6の内部においてロットの搬送を行う。
【0040】
ロット処理部6は、垂直姿勢で前後に並んだ複数枚の基板8で形成されたロットにエッチングや、洗浄や、乾燥などの処理を行う。
【0041】
ロット処理部6には、ロットをエッチング処理するエッチング処理装置23と、ロットを洗浄処理する洗浄処理装置24と、基板保持体22を洗浄処理する基板保持体洗浄処理装置25と、ロットを乾燥処理する乾燥処理装置26とが並べて設けられている。なお、エッチング処理装置23の台数は、1台に限られることはなく、2台以上であってもよい。
【0042】
エッチング処理装置23は、エッチング用の処理槽27と、リンス用の処理槽28と、基板保持部29,30とを有する。
【0043】
エッチング用の処理槽27には、エッチング用の処理液が貯留される。リンス用の処理槽28には、リンス用の処理液(純水等)が貯留される。エッチング用の処理槽27の詳細については後述する。
【0044】
基板保持部29,30は、ロットを形成する複数枚の基板8を垂直姿勢で前後に並べて保持する。
【0045】
エッチング処理装置23は、ロット搬送機構19の基板保持体22からロットを基板保持部29で受取り、基板保持部29を降下させることでロットを処理槽27の処理液に浸漬させてエッチング処理を行う。
【0046】
その後、エッチング処理装置23は、基板保持部29を上昇させることでロットを処理槽27から取り出し、基板保持部29からロット搬送機構19の基板保持体22にロットを受け渡す。
【0047】
そして、ロット搬送機構19の基板保持体22からロットを基板保持部30で受取り、基板保持部30を降下させることによってロットを処理槽28のリンス用の処理液に浸漬させてリンス処理を行う。
【0048】
その後、エッチング処理装置23は、基板保持部30を上昇させることでロットを処理槽28から取り出し、基板保持部30からロット搬送機構19の基板保持体22にロットを受け渡す。
【0049】
洗浄処理装置24は、洗浄用の処理槽31と、リンス用の処理槽32と、基板保持部33,34とを有する。
【0050】
洗浄用の処理槽31には、洗浄用の処理液(SC1等)が貯留される。リンス用の処理槽32には、リンス用の処理液(純水等)が貯留される。基板保持部33,34は、1ロット分の複数枚の基板8を垂直姿勢で前後に並べて保持する。
【0051】
乾燥処理装置26は、処理槽35と、処理槽35に対して昇降する基板保持部36とを有する。
【0052】
処理槽35には、乾燥用の処理ガス(IPA(イソプロピルアルコール)等)が供給される。基板保持部36は、1ロット分の複数枚の基板8を垂直姿勢で前後に並べて保持する。
【0053】
乾燥処理装置26は、ロット搬送機構19の基板保持体22からロットを基板保持部36で受取り、基板保持部36を降下させることによってロットを処理槽35に搬入し、処理槽35に供給した乾燥用の処理ガスでロットの乾燥処理を行う。そして、乾燥処理装置26は、基板保持部36を上昇させ、基板保持部36からロット搬送機構19の基板保持体22に、乾燥処理を行ったロットを受け渡す。
【0054】
基板保持体洗浄処理装置25は、処理槽37を有し、処理槽37に洗浄用の処理液および乾燥ガスを供給できるようになっており、ロット搬送機構19の基板保持体22に洗浄用の処理液を供給した後、乾燥ガスを供給することで基板保持体22の洗浄処理を行う。
【0055】
制御部100は、基板処理装置1の各部(キャリア搬入出部2、ロット形成部3、ロット載置部4、ロット搬送部5、ロット処理部6)の動作を制御する。制御部100は、スイッチなどからの信号に基づいて、基板処理装置1の各部の動作を制御する。
【0056】
制御部100は、例えばコンピュータからなり、たとえば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。制御部100は、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体38を有する。記憶媒体38には、基板処理装置1において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。
【0057】
制御部100は、CPUが記憶媒体38に記憶されたプログラムを、ROMを作業領域として使用して実行することによって基板処理装置1の動作を制御する。なお、プログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体38に記憶されていたものであって、他の記憶媒体から制御部100の記憶媒体38にインストールされたものであってもよい。
【0058】
コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体38としては、例えばハードディスク(HD)、フレキシブルディスク(FD)、コンパクトディスク(CD)、マグネットオプティカルディスク(MO)、メモリカードなどがある。
【0059】
[処理槽の構成]
次に、エッチング用の処理槽27の構成について図2を参照し説明する。図2は、実施形態に係るエッチング用の処理槽27の構成を示す図である。
【0060】
エッチング用の処理槽27は、薬液とシリコンとを含む処理液に基板8を浸漬させることにより、基板8上に形成された窒化膜(SiN)と酸化膜(SiO2)のうち、窒化膜のみを選択的にエッチングする処理を行う。薬液は、たとえば、リン酸水溶液である。
【0061】
処理槽27は、内槽45と、外槽46とを備える。また、処理槽27は、循環部50と、純水供給部80とを備える。
【0062】
内槽45は、上方が開放されており、内部に処理液を貯留する。ロット(複数の基板8)は、かかる内槽45に浸漬される。
【0063】
外槽46は、上方が開放されており、内槽45の上部周囲に配置される。外槽46には、内槽45からオーバーフローした処理液が流入する。
【0064】
外槽46には、純水供給部80から純水が供給される。純水供給部80は、純水供給部80は、加熱によって処理液から蒸発した水分を補給するために、純水(DIW:Deionized Water)を外槽46に供給する。
【0065】
また、外槽46には、処理槽27から回収され、且つ、後述する再生装置7によって再生された処理液が供給される。再生装置7は、処理槽27から回収路71を介して回収された処理液のシリコン濃度を予め決められた所望の濃度に調整したうえで、調整後の処理液を戻り路77を介して処理槽27へ戻す。再生装置7の構成については後述する。
【0066】
循環部50は、内槽45と外槽46との間で処理液を循環させる。循環部50は、循環路51と、処理液供給ノズル52と、ポンプ53と、ヒータ54と、フィルタ55と、切替弁56とを備える。
【0067】
循環路51は、外槽46と内槽45とを接続する。循環路51の一端は、外槽46に接続され、循環路51の他端は、内槽45の内部に配置された処理液供給ノズル52に接続される。
【0068】
ポンプ53、ヒータ54およびフィルタ55は、循環路51に設けられる。ポンプ53は、外槽46内の処理液を循環路51に送り出す。ヒータ54は、循環路51を流れる処理液を、エッチング処理に適した温度に加熱する。たとえば、ヒータ54は、処理液が沸騰状態となる温度に処理液を加熱する。フィルタ55は、循環路51を流れる処理液から不純物を除去する。切替弁56は、処理液の流出先を循環路51と後述する回収路71との間で切り替える。ポンプ53、ヒータ54、フィルタ55および切替弁56は、上流側からこの順番で設けられる。
【0069】
循環部50は、処理液を外槽46から循環路51経由で内槽45内へ送る。内槽45内に送られた処理液は、内槽45からオーバーフローすることで、再び外槽46へと流出する。このようにして、処理液は、内槽45と外槽46との間を循環する。
【0070】
純水供給部80は、純水供給源81と、純水戻り路82と、流量調整器83とを備える。純水供給源81は、純水を貯留するタンクである。純水戻り路82は、純水供給源81と外槽46とを接続し、純水供給源81から外槽46に純水を供給する。流量調整器83は、たとえば開閉弁、流量制御弁、流量計などを含んで構成され、純水供給源81から外槽46へ供給される純水の流量を調整する。
【0071】
ポンプ53およびヒータ54は、制御部100によって制御される。また、流量調整器83を構成する開閉弁や、流量制御弁は、制御部100によって制御される。
【0072】
[再生装置の構成]
次に、再生装置7の構成について図3を参照して説明する。図3は、実施形態に係る再生装置7の構成を示す図である。
【0073】
図3に示すように、再生装置7は、回収路71と、貯留部72と、除去部73と、第1供給部74と、第2供給部75と、混合部76と、戻り路77とを備える。
【0074】
回収路71は、処理槽27において使用された処理液を回収するための流路である。回収路71の一端は、たとえば循環部50の切替弁56に接続される(図2参照)。なお、これに限らず、回収路71の一端は、内槽45または外槽46に接続されてもよい。回収路71の他端は、貯留部72に接続される。回収路71の中途部には、開閉弁711が設けられる。
【0075】
貯留部72は、処理槽27から排出された処理液を回収路71経由で回収して貯留する容器である。貯留部72は、ヒータ721を備えており、貯留された処理液を所定の温度に加熱する。たとえば、ヒータ721は、貯留部72に貯留された処理液をシリコンの析出温度を超える温度に加熱する。これにより、処理液の温度低下による貯留部72内でのシリコンの析出を抑えることができる。
【0076】
貯留部72は、第1接続路722を介して除去部73に接続される。第1接続路722には、図示しないポンプが設けられており、貯留部72に貯留された処理液の一部は、図示しないポンプによって第1接続路722を介して除去部73に供給される。また、貯留部72は、第2接続路723を介して第1供給部74に接続される。第2接続路723には、図示しないポンプが設けられており、貯留部72に貯留された処理液の一部は、図示しないポンプによって第1供給部74に供給される。
【0077】
除去部73は、処理槽27から排出された処理液の一部を回収し、回収した処理液から処理液に含まれるシリコンのうちの一部を除去するシリコン除去処理を行う。実施形態において、除去部73は、処理槽27から排出された処理液の一部を貯留部72および第1接続路722を介して回収する。
【0078】
除去部73の構成としては、何れの公知技術を用いても構わない。一例として、除去部73は、循環路と、循環路を流れる処理液を加熱するヒータと、循環路を流れる処理液からシリコンを除去するフィルタとを備える。上記のように構成された除去部73は、処理液をヒータで加熱しつつ循環路内を循環させてフィルタに繰り返し通すことで、処理液からシリコンを除去する。除去部73は、たとえば処理時間を調整することで、除去処理後の処理液のシリコン濃度を調整することが可能である。
【0079】
除去部73は、処理液のシリコン濃度を少なくとも処理槽27における処理液のシリコン濃度の初期値よりも低い濃度まで減少させる。また、除去部73は、処理液に含まれるシリコンのうちの一部を除去する。つまり、除去部73は、処理液中のシリコンを完全には除去しない。
【0080】
除去部73は、第3接続路731を介して第2供給部75に接続される。第3接続路731には、図示しないポンプが設けられており、除去処理後の処理液は、図示しないポンプによって第2供給部75に供給される。
【0081】
第1供給部74は、貯留部72に貯留された処理液のうち第1の量の処理液を混合部76に供給する。たとえば、第1供給部74は、第1の量の処理液を貯留可能な容器であり、第2接続路723を介して貯留部72から供給される処理液を第1の量だけ貯留すると、貯留した第1の量の処理液を第4接続路741を介して混合部76へ供給する。
【0082】
第2供給部75は、除去部73によってシリコンが除去された処理液のうち第2の量の処理液を混合部76に供給する。たとえば、第2供給部75は、第2の量の処理液を貯留可能なタンクであり、第3接続路731を介して除去部73から供給される処理液を第2の量だけ貯留すると、貯留した第2の量の処理液を第5接続路751を介して混合部76へ供給する。
【0083】
なお、第1供給部74は、たとえば第4接続路741を開閉する開閉弁であってもよい。この場合、制御部100が、予め決められた時間だけ第1供給部74としての開閉弁を開くことにより、混合部76に対して予め決められた一定量の処理液を供給することができる。あるいは、制御部100は、第4接続路741に設けられた流量計の計測結果に基づいて一定量の処理液が混合部76に供給されたと判定した場合に、第1供給部74としての開閉弁を閉じてもよい。同様に、第2供給部75も、第5接続路751を開閉する開閉弁であってもよい。この場合、制御部100が、予め決められた時間だけ第2供給部75としての開閉弁を開くことにより、混合部76に対して予め決められた一定量の処理液を供給することができる。あるいは、制御部100は、第5接続路751に設けられた流量計の計測結果に基づいて一定量の処理液が混合部76に供給されたと判定した場合に、第2供給部75としての開閉弁を閉じてもよい。
【0084】
混合部76は、貯留部72に貯留された処理液と、除去部73によってシリコンが除去された処理液とを混合する容器である。具体的には、混合部76は、第4接続路741を介して第1供給部74から供給される処理液と、第5接続路751を介して第2供給部75から供給される処理液とを混合する。混合部76は、ヒータ761を備えており、貯留された処理液を所定の温度に加熱する。たとえば、ヒータ761は、混合部76に貯留された処理液を、処理槽27が備えるヒータ54(図2参照)による加熱温度と同一の温度に加熱する。これにより、処理液の温度低下による混合部76内でのシリコンの析出を抑えることができる。また、混合部76において混合された処理液を戻り路77を介して処理槽27へ供給した際に、処理槽27内の処理液の温度が、戻り路77から供給される処理液によって低下することを抑制することができる。
【0085】
戻り路77は、混合部76によって混合された処理液を処理槽27へ戻す流路である。戻り路77の一端は、混合部76に接続され、戻り路77の他端は、たとえば処理槽27の外槽46に接続される。戻り路77の中途部には、開閉弁771が設けられる。
【0086】
[処理液の再生処理]
次に、再生装置7による処理液の再生処理の内容について図4を参照して説明する。図4は、実施形態に係る再生処理の一例を示す図である。図4では、一例として、処理槽27において使用される処理液のシリコン濃度の初期値が75ppmである場合について説明する。
【0087】
図4に示すように、処理液は、エッチング処理に使用されることにより、シリコン濃度が上昇する。ここでは、処理液のシリコン濃度が75ppmから100ppmに上昇するものとする。制御部100は、たとえば、実験やシミュレーション等によって得られる、基板8の処理枚数や処理時間とシリコン濃度との関係式から、上昇後のシリコン濃度の値(ここでは、100ppm)を算出することができる。なお、制御部100は、処理槽27または再生装置7(回収路71、貯留部72、第1接続路722および除去部73の少なくとも何れか1つ)に設けられた濃度計から上昇後のシリコン濃度の値を取得してもよい。
【0088】
シリコン濃度が100ppmに上昇した処理液は、回収路71(図3参照)を介して貯留部72に供給され、貯留部72に一時的に貯留される。また、貯留部72に貯留されたシリコン濃度100ppmの処理液の一部は、第1接続路722(図3参照)を介して除去部73へ供給され、除去部73においてシリコンが除去される。これにより、処理液のシリコン濃度は、75ppmよりも低い濃度に減少する。ここでは、除去部73において処理液のシリコン濃度が100ppmから50ppmに減少するものとする。
【0089】
貯留部72に貯留されたシリコン濃度100ppmの処理液と、除去部73によってシリコンが除去されたシリコン濃度50ppmの処理液とは、第1供給部74および第2供給部75により、予め決められた比率で混合部76に供給される。これにより、所望のシリコン濃度、ここでは、処理槽27における処理液の初期濃度と同じ75ppmに調整された処理液が生成される。そして、混合部76においてシリコン濃度が75ppmに調整された処理液は、戻り路77(図3参照)を介して再び処理槽27に供給される。
【0090】
このように、実施形態に係る再生装置7によれば、処理槽27から処理液を回収し、回収した処理液のシリコン濃度を減少させて所望のシリコン濃度に調整したうえで、処理槽27に戻すこととした。これにより、処理槽27内の処理液の一部を廃棄し、廃棄した量に相当する量の新たな処理液を処理槽27に補充することで、処理槽27内の処理液の濃度を調整する手法と比較し、処理液の廃棄量を削減することができる。
【0091】
また、実施形態に係る再生装置7は、たとえば処理液からシリコンを完全に除去してシリコン濃度を0ppmとした後、処理液にシリコンを添加してシリコン濃度を所望の濃度に上昇させる手法と比較し、処理液を短時間で再生することができる。また、処理液にシリコンを添加するための機構が不要となるため、設備の削減に資することができる。
【0092】
また、実施形態に係る再生装置7は、処理槽27から排出された処理液の一部を除去部73に供給することとし、混合部76において、処理槽27から回収した処理液と、除去部73によってシリコンが除去された処理液とを混合させることとした。これにより、処理槽27から回収した処理液の全てについて除去部73によるシリコン除去処理を行う場合と比較して、処理液を短時間で再生することができる。
【0093】
[変形例]
次に、上述した再生装置7の変形例について説明する。図5は、実施形態における第1変形例に係る再生装置7の構成を示す図である。
【0094】
上述した実施形態では、回収路71の他端が貯留部72に接続されており、貯留部72に貯留された処理液の一部が第1接続路722を介して除去部73に供給される場合の例について説明した。これに限らず、図5に示すように、回収路71の他端は、除去部73に接続されてもよい。この場合、回収路71は、たとえば、他端が貯留部72に接続される分岐路712を備えていてもよい。これにより、回収路71から回収した処理液を貯留部72および除去部73に並行して供給することができる。なお、分岐路712には、分岐路712を開閉する開閉弁714が設けられる。また、回収路71のうち、分岐路712との接続部713よりも下流側には、回収路71を開閉する開閉弁715が設けられる。
【0095】
その他、再生装置7は、再生装置7は、処理槽27から回収した処理液を貯留部72へ供給する第1回収路と、処理槽27から回収した処理液を除去部73へ供給する第2回収路とを、それぞれ独立に備えていてもよい。
【0096】
次に、第2変形例について説明する。図6は、実施形態における第2変形例に係る再生装置7の構成を示す図である。上述した実施形態では、基板処理装置1が1つの処理槽27を備える場合の例について説明したが、基板処理装置1は、複数の処理槽27を備えていてもよい。
【0097】
図6に示すように、第2変形例に係る再生装置7は、複数(ここでは、3つ)の処理槽27に対し、1つの貯留部72と、1つの除去部73と、複数(ここでは、3つ)の第1供給部74および第2供給部75と、複数(ここでは、3つ)の混合部76を備える。
【0098】
貯留部72は。複数の回収路71を介して複数の処理槽27に接続されており、複数の処理槽27において使用された処理液が複数の回収路71を介して貯留部72に供給される。また、貯留部72は、複数の第2接続路723を介して複数の第1供給部74に接続されており、貯留部72に貯留された処理液は、複数の第2接続路723を介して複数の第1供給部74に供給される。
【0099】
処理槽27に貯留された処理液の一部は、第1接続路722を介して除去部73に供給される。除去部73は、複数の第3接続路731を介して複数の第2供給部75に接続されており、除去部73によってシリコンが除去された処理液は、複数の第3接続路731を介して複数の第2供給部75に供給される。
【0100】
複数の第1供給部74、複数の第2供給部75および複数の混合部76は、複数の処理槽27の各々に対応して設けられる。各第1供給部74は、第4接続路741を介して同一の処理槽27に対応する混合部76に接続され、各第2供給部75は、第5接続路751を介して同一の処理槽27に対応する混合部76に接続される。各混合部76は、第4接続路741から供給される処理液と第5接続路751から供給される処理液とを混合し、混合された処理液を戻り路77を介して対応する処理槽27に供給する。
【0101】
第1供給部74および第2供給部75によって混合部76に供給される処理液の比率は、混合部76において混合された後の処理液のシリコン濃度が、対応する処理槽27において実施されるエッチング処理に適したシリコン濃度となるように設定される。これにより、各混合部76は、対応する処理槽27に対し、その処理槽27において実施されるエッチング処理に適したシリコン濃度に調整された処理液を供給することができる。
【0102】
この点について図7を参照して説明する。図7は、実施形態における第2変形例に係る再生処理の一例を示す図である。
【0103】
図7では、図6に示す3つの処理槽27をそれぞれ処理槽27A〜27Cと記載する。また、各処理槽27A〜27Cに対応する第1供給部74、第2供給部75および混合部76をそれぞれ第1供給部74A〜第1供給部74C、第2供給部75A〜75Cおよび混合部76A〜76Cと記載する。
【0104】
図7に示すように、ここでは、処理槽27A〜27Cにおいて使用される処理液のシリコン濃度および処理槽27A〜27Cから回収される処理液のシリコン濃度は、処理槽27A〜27Cごとに異なるものとする。具体的には、シリコン濃度が75ppmの処理液が処理槽27Aにおいて使用され、シリコン濃度が100ppmの処理液が処理槽27Aから回収される。また、シリコン濃度が110ppmの処理液が処理槽27Bにおいて使用され、シリコン濃度が150ppmの処理液が処理槽27Bから回収される。また、シリコン濃度が80ppmの処理液が処理槽27Cにおいて使用され、シリコン濃度が90ppmの処理液が処理槽27Cから回収される。
【0105】
第2変形例において貯留部72(図6参照)には、処理槽27Aから回収されたシリコン濃度100ppmの処理液、処理槽27Bから回収されたシリコン濃度150ppmの処理液、処理槽27Cから回収されたシリコン濃度90ppmの処理液が貯留される。この結果、貯留部72には、シリコン濃度120ppmの処理液が貯留されるものとする。また、第2変形例において除去部73(図6参照)は、シリコン濃度120ppmの処理液から一部のシリコンを除去することにより、処理液のシリコン濃度を50ppmに減少させるものとする。
【0106】
なお、制御部100は、たとえば貯留部72に設けられた濃度計から貯留部72に貯留された処理液のシリコン濃度を取得することができる。また、制御部100は、予め行われる実験やシミュレーション等により、貯留部72に貯留された処理液のシリコン濃度を予め取得しておくことも可能である。また、制御部100は、除去部73によるシリコン除去処理後の処理液のシリコン濃度が常に一定の値(ここでは、50ppm)となるように、貯留部72に貯留された処理液のシリコン濃度に基づいて除去部73を制御してもよい。たとえば、制御部100は、貯留部72に貯留された処理液のシリコン濃度を濃度計から取得し、取得したシリコン濃度に基づいて、除去部73おけるシリコン除去処理の処理時間等を変更してもよい。
【0107】
図7に示すように、処理槽27Aに対応する第1供給部74Aおよび第2供給部75Aは、混合部76Aにおいて混合された後の処理液のシリコン濃度が75ppmとなるように、混合部76Aに供給する処理液の比率が調整される。たとえば、第1供給部74Aは、シリコン濃度120ppmの処理液を「X1」L(リットル)供給し、第2供給部75Aは、シリコン濃度50ppmの処理液を「Y1」L(リットル)供給するように調整される。これにより、シリコン濃度75ppmの処理液が混合部76Aにおいて生成され、生成されたシリコン濃度75ppmの処理液は、戻り路77(図6参照)を介して処理槽27Aに供給される。
【0108】
また、処理槽27Bに対応する第1供給部74Bおよび第2供給部75Bは、混合部76Bにおいて混合された後の処理液のシリコン濃度が110ppmとなるように、混合部76Bに供給する処理液の比率が調整される。たとえば、第1供給部74Bは、シリコン濃度120ppmの処理液を「X2」L(リットル)供給し、第2供給部75Bは、シリコン濃度50ppmの処理液を「Y2」L(リットル)供給するように調整される。これにより、シリコン濃度110ppmの処理液が混合部76Bにおいて生成され、生成されたシリコン濃度110ppmの処理液は、戻り路77(図6参照)を介して処理槽27Bに供給される。
【0109】
また、処理槽27Cに対応する第1供給部74Cおよび第2供給部75Cは、混合部76Cにおいて混合された後の処理液のシリコン濃度が80ppmとなるように、混合部76Cに供給する処理液の比率が調整される。たとえば、第1供給部74Cは、シリコン濃度120ppmの処理液を「X3」L(リットル)供給し、第2供給部75Cは、シリコン濃度50ppmの処理液を「Y3」L供給するように調整される。これにより、混合部76Cにおいてシリコン濃度80ppmの処理液が生成され、生成されたシリコン濃度80ppmの処理液は、戻り路77(図6参照)を介して処理槽27Cに供給される。
【0110】
なお、第1供給部74A〜74Cおよび第2供給部75A〜75Cによる混合部76A〜76Cに対する処理液の供給量は、実験やシミュレーション等によって決定された固定量に予め調整されてもよい。また、濃度計によって計測された貯留部72内のシリコン濃度に応じて変更されてもよい。
【0111】
次に、第3変形例について説明する。図8は、実施形態における第3変形例に係る再生装置7の構成を示す図である。
【0112】
上述した実施形態では、再生装置7が、複数の処理槽27に対して1つの除去部73を備える場合の例について説明した。これに限らず、再生装置7は、図8に示すように、複数の処理槽27に対応する複数の除去部73を備えていてもよい。各除去部73は、第1接続路722を介して単一の貯留部72に接続される。また、各除去部73は、複数の第2供給部75のうち、同一の処理槽27に対応する第2供給部75に第3接続路731を介して接続される。
【0113】
各除去部73によるシリコン除去処理の処理条件(たとえば、処理時間等)は、対応する処理槽27において使用される処理液のシリコン濃度、貯留部72に貯留された処理液のシリコン濃度等に基づいて決定される。
【0114】
このように、再生装置7は、複数の処理槽27に対応する複数の除去部73を備えていてもよい。
【0115】
次に、第4変形例について説明する。図9は、実施形態における第4変形例に係る再生装置7の構成を示す図である。
【0116】
図9に示すように、再生装置7は、1つの処理槽27に対応する複数の除去部73を備えていてもよい。各除去部73は、第1接続路722および開閉弁724を介して単一の貯留部72に接続される。また、各除去部73は、第3接続路731を介して単一の第2供給部75に接続される。
【0117】
図10は、実施形態における第4変形例に係る再生処理の一例を示す図である。ここでは、図9に示す複数の除去部73をそれぞれ除去部73A〜73Cと記載して区別する。
【0118】
図10に示すように、単一の処理槽27からは、シリコン濃度150ppmの処理液、シリコン濃度120ppmおよびシリコン濃度100ppmの処理液の何れかが回収されるものとする。
【0119】
複数の除去部73A〜73Cのうち、除去部73Aは、シリコン濃度150ppmの処理液から一部のシリコンを除去してシリコン濃度50ppmの処理液を生成するように処理条件が予め決められている。除去部73Bは、シリコン濃度120ppmの処理液から一部のシリコンを除去してシリコン濃度50ppmの処理液を生成するように処理条件が予め決められている。シリコン濃度100ppmの処理液から一部のシリコンを除去してシリコン濃度50ppmの処理液を生成するように処理条件が予め決められている。
【0120】
制御部100は、処理槽27から回収される処理液のシリコン濃度が150ppmである場合、除去部73Aに対応する開閉弁724を開くことにより、シリコン濃度150ppmの処理液を除去部73Aに供給する。これにより、処理液のシリコン濃度を150ppmから50ppmに減少させることができる。また、制御部100は、処理槽27から回収される処理液のシリコン濃度が120ppmである場合、除去部73Bに対応する開閉弁724を開くことにより、シリコン濃度120ppmの処理液を除去部73Bに供給する。これにより、処理液のシリコン濃度を120ppmから50ppmに減少させることができる。また、また、制御部100は、処理槽27から回収される処理液のシリコン濃度が100ppmである場合、除去部73Cに対応する開閉弁724を開くことにより、シリコン濃度100ppmの処理液を除去部73Cに供給する。これにより、処理液のシリコン濃度を100ppmから50ppmに減少させることができる。
【0121】
なお、再生装置7は、2以上の除去部73A、2以上の除去部73Bおよび2以上の除去部73Cを備えていてもよい。これにより、たとえば、一の除去部73Aを用いてシリコン除去処理を行っている間、他の除去部73Aにトラップされたシリコンを除去するメンテナンス作業を行うことができる。
【0122】
上述してきたように、実施形態に係る基板処理装置1は、処理槽27と、貯留部72と、除去部73と、混合部76と、戻り路77とを備える。処理槽27は、薬液(一例として、リン酸水溶液)とシリコンとを含む処理液に基板8を浸漬させて該基板8のエッチング処理を行う。貯留部72は、処理槽27から排出された処理液を回収して貯留する。除去部73は、処理槽27から排出された処理液の一部を回収し、回収した処理液からシリコンを除去する。混合部76は、貯留部72に貯留された処理液と、除去部73によってシリコンが除去された処理液とを混合する。戻り路77は、混合部76によって混合された処理液を処理槽27に戻す。
【0123】
これにより、処理槽27内の処理液の一部を廃棄し、廃棄した量に相当する量の新たな処理液を処理槽27に補充することで、処理槽27内の処理液の濃度を調整する手法と比較し、処理液の廃棄量を削減することができる。また、処理槽27から回収した処理液の全てについて除去部73によるシリコン除去処理を行う場合と比較して、処理液を短時間で再生することができる。
【0124】
実施形態に係る基板処理装置1は、第1供給部74と、第2供給部75とを備えていてもよい。第1供給部74は、貯留部72に貯留された処理液のうち第1の量の処理液を混合部76に供給する。第2供給部75は、除去部73によってシリコンが除去された処理液のうち第2の量の処理液を混合部76に供給する。
【0125】
これにより、貯留部72に貯留された処理液と、除去部73によってシリコンが除去された処理液とを、第1供給部74および第2供給部75によって予め決められた比率で混合部76に供給することができる。
【0126】
第1供給部74および第2供給部75は、処理槽27において使用される処理液のシリコン濃度の初期値に基づいて第1の量および第2の量が設定されてもよい。
【0127】
これにより、処理槽27から回収された処理液のシリコン濃度を、処理槽27において実施されるエッチング処理に適したシリコン濃度に調整したうえで、処理槽27に戻すことができる。
【0128】
実施形態に係る基板処理装置1は、複数の処理槽27と、複数の処理槽27から排出された処理液を回収して貯留する貯留部72と、複数の処理槽27に対応する複数の第1供給部74および複数の第2供給部75とを備えていてもよい。また、実施形態に係る基板処理装置1は、複数の処理槽27に対応し、同一の処理槽27に対応する第1供給部74および第2供給部75に接続される複数の混合部76を備えていてもよい。
【0129】
これにより、複数の処理槽27から回収した処理液を、各処理槽27に適したシリコン濃度に調整したうえで各処理槽27に戻すことができる。
【0130】
実施形態に係る基板処理装置1は、異なる複数のシリコン濃度に対応する複数の除去部73を備えていてもよい。
【0131】
異なる複数のシリコン濃度に対応する複数の除去部73を予め用意しておくことで、たとえば、異なるシリコン濃度の処理液を用いた複数種類のエッチング処理が行われる場合であっても、除去部73の処理条件を逐一変更する必要がない。
【0132】
除去部73は、回収した処理液から処理液に含まれるシリコンのうちの一部を除去する。
【0133】
これにより、処理槽27から回収した処理液の全てについて除去部73によるシリコン除去処理を行う場合と比較して、処理液を短時間で再生することができる。
【0134】
実施形態に係る基板処理装置1は、第1加熱部(一例として、ヒータ54)と、第2加熱部(一例として、ヒータ721)とを備えていてもよい。第1加熱部は、処理槽27において処理液を加熱する。第2加熱部は、貯留部72において処理液を加熱する。
【0135】
これにより、処理液の温度低下による貯留部72内でのシリコンの析出を抑えることができる。
【0136】
実施形態に係る基板処理装置1は、第3加熱部(一例として、ヒータ761)を備えていてもよい。第3加熱部は、混合部76において処理液を加熱する。
【0137】
これにより、処理液の温度低下による混合部76内でのシリコンの析出を抑えることができる。また、混合部76において混合された処理液を戻り路77を介して処理槽27へ供給した際に、処理槽27内の処理液の温度が、戻り路77から供給される処理液によって低下することを抑制することができる。
【0138】
今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
【符号の説明】
【0139】
1 基板処理装置
7 再生装置
8 基板
27 処理槽
71 回収路
72 貯留部
73 除去部
74 第1供給部
75 第2供給部
76 混合部
77 戻り路
図1
図2
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図5
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図8
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図10