(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-14
(45)【発行日】2024-11-22
(54)【発明の名称】基板処理装置、および、基板処理方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/306 20060101AFI20241115BHJP
【ＦＩ】
H01L21/306 J
H01L21/306 E
【請求項の数】
17
(21)【出願番号】P 2021013938
(22)【出願日】2021-01-29
(65)【公開番号】P2022117321
(43)【公開日】2022-08-10
【審査請求日】2023-12-18
(73)【特許権者】
【識別番号】000207551
【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス
(74)【代理人】
【識別番号】110002310
【氏名又は名称】弁理士法人あい特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】田中 孝佳
【審査官】長谷川 直也
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１９／００９９６９４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１３－０２１０６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－２６３０５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／０２５９６４１（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／３０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板をエッチング液によりエッチングするエッチング処理部と、前記エッチング処理部からエッチング液を排出する排出流路と、
前記排出流路に設けられた固形シリカユニットとを備え、
前記固形シリカユニットが、
複数の固形シリカと、
複数の前記固形シリカを収容するシリカ収容部であって、内部にエッチング液を通過させるシリカ収容部と、
複数の前記固形シリカを冷却する冷却ユニットとを含み、
前記冷却ユニットは、前記固形シリカの温度が、前記シリカ収容部に流入するエッチング液の温度よりも低くなるように前記固形シリカを冷却する、基板処理装置。
【請求項2】
前記固形シリカが、角部を有する粒形状を有する、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項3】
前記固形シリカが、球体形状を有する、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項4】
前記固形シリカが、多面体形状、または、ペレット形状を有する、請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項5】
前記固形シリカの粒径が、１ｍｍ以上でかつ１０ｍｍ以下である、請求項２～４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項6】
前記シリカ収容部が、複数の前記固形シリカが充填された筒状空間を有し、前記排出流路が、前記筒状空間の軸方向における前記筒状空間の一端に接続される上流排出流路と、前記軸方向における前記筒状空間の他端に接続される下流排出流路とを含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項7】
前記シリカ収容部が、内部に複数の固形シリカを収容しエッチング液を貯留する液貯留部を含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項8】
前記冷却ユニットが、前記シリカ収容部に冷却液を供給する冷却液供給流路と、前記シリカ収容部から冷却液を排出する冷却液排出流路とを含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項9】
前記排出流路において前記固形シリカユニットよりも下流側の所定の測定位置におけるエッチング液中のシリコン濃度を検出する濃度測定ユニットと、エッチング液を貯留するエッチング液タンクと、
前記排出流路において前記測定位置よりも下流側に設けられ、前記排出流路を開閉する排出流路開閉ユニットとをさらに備える、請求項１～８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項10】
前記排出流路において前記測定位置と同じ位置または前記測定位置よりも下流側の位置に接続され、前記排出流路において前記固形シリカユニットよりも上流側にエッチング液を帰還させる帰還流路と、前記帰還流路を開閉する帰還流路開閉ユニットとをさらに備える、請求項９に記載の基板処理装置。
【請求項11】
前記排出流路において前記帰還流路からエッチング液が帰還する帰還位置よりも下流側で、かつ、前記固形シリカユニットよりも上流側から分岐し、前記固形シリカユニットよりも下流側で、かつ、前記測定位置よりも上流側に接続される分岐流路と、前記分岐流路を開閉する分岐流路開閉ユニットとをさらに備える、請求項１０に記載の基板処理装置。
【請求項12】
前記排出流路において前記測定位置と同じ位置または前記測定位置よりも下流側と前記固形シリカユニットよりも下流側でかつ前記測定位置よりも上流側とに接続され、エッチング液を循環させる循環流路と、前記循環流路を開閉する循環流路開閉ユニットとをさらに備える、請求項１０に記載の基板処理装置。
【請求項13】
前記エッチング液タンク内のエッチング液を前記エッチング処理部に供給する供給流路をさらに備える、請求項９～１２のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項14】
前記固形シリカユニットが、複数設けられており、複数の前記固形シリカユニットが、前記排出流路において、直列配置されている、請求項１～１３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項15】
前記固形シリカユニットが、複数設けられており、複数の前記固形シリカユニットが、前記排出流路において、並列配置されている、請求項１～１３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項16】
エッチング処理部において、基板をエッチング液によりエッチングするエッチング工程と、エッチング液を前記エッチング処理部から排出流路に排出する排出工程と、
前記排出工程において前記排出流路に排出されたエッチング液に、複数の固形シリカを収容するシリカ収容部を通過させる固形シリカ通過工程と、
前記固形シリカを冷却する冷却工程とを含み、
前記冷却工程は、前記固形シリカの温度が、前記シリカ収容部に流入するエッチング液の温度よりも低くなるように前記固形シリカを冷却する、基板処理方法。
【請求項17】
前記シリカ収容部を通過したエッチング液中のシリコン濃度を測定する濃度測定工程と、前記濃度測定工程によって測定されたシリコン濃度が所定の閾値以下であるか否かを判定する判定工程とをさらに含み、
前記濃度測定工程によって測定されたシリコン濃度が前記判定工程において前記閾値以下であると判定された場合には、前記シリカ収容部を通過したエッチング液をエッチング液タンクに回収させる回収工程が実行され、前記濃度測定工程によって測定されたシリコン濃度が前記判定工程において前記閾値以下でないと判定された場合には、前記排出流路において前記シリカ収容部よりも上流側にエッチング液を帰還させる帰還工程が実行されるように、前記回収工程と前記帰還工程とが選択的に実行される、請求項１６に記載の基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、基板を処理する基板処理装置、および、基板を処理する基板処理方法に関する。
処理の対象となる基板には、たとえば、半導体ウェハ、液晶表示装置および有機ＥＬ(Electroluminescence)表示装置等のＦＰＤ(Flat Panel Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板等が含まれる。
処理の対象となる基板には、たとえば、半導体ウェハ、液晶表示装置および有機ＥＬ(Electroluminescence)表示装置等のＦＰＤ(Flat Panel Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板等が含まれる。
【背景技術】
【0002】
基板のエッチング処理に使用されたリン酸水溶液中には、酸化シリコンが溶解している。そのため、リン酸水溶液中の酸化シリコンの濃度（以下では、「シリコン濃度」ということがある。）が飽和濃度を超えて基板上に析出することを抑制するために、基板のエッチング処理中にリン酸水溶液を補充することでシリコン濃度を調整する手法が用いられる。これでは、シリコン濃度の調整に多量のリン酸水溶液を要する。
【0003】
そこで、下記特許文献１および２には、基板のエッチング処理に使用されたリン酸水溶液を再利用する手法が提案されている。
具体的には、特許文献１には、温調機構によって貯留タンク内でリン酸水溶液を冷却してリン酸水溶液中に酸化シリコンを析出させた後、リン酸水溶液をフィルタでろ過することによって、リン酸水溶液から酸化シリコンを除去する手法が開示されている。
具体的には、特許文献１には、温調機構によって貯留タンク内でリン酸水溶液を冷却してリン酸水溶液中に酸化シリコンを析出させた後、リン酸水溶液をフィルタでろ過することによって、リン酸水溶液から酸化シリコンを除去する手法が開示されている。
【0004】
特許文献２には、エッチング処理に使用されたリン酸水溶液に純水を供給してリン酸水溶液を希釈することで、酸化シリコンを析出させた後、リン酸水溶液をフィルタによってろ過する手法が開示されている。その後、リン酸水溶液から水を蒸発させてリン酸水溶液を濃縮することによってリン酸水溶液がエッチング槽に供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特許５８２９４４４号公報
【文献】特許３７８８９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献１および２に開示されている手法では、フィルタが、析出した酸化シリコンを捕捉することによって目詰まりを起こす。そのため、定期的にフィルタを交換する手間が生じる。
また、特許文献１の手法では、酸化シリコンを析出させるために貯留タンク全体を冷却する必要があり、特許文献２の手法では、リン酸水溶液中の水を蒸発させる必要がある。そのため、特許文献１および２のいずれの手法においても、酸化シリコンの析出に要する時間が比較的長い。
また、特許文献１の手法では、酸化シリコンを析出させるために貯留タンク全体を冷却する必要があり、特許文献２の手法では、リン酸水溶液中の水を蒸発させる必要がある。そのため、特許文献１および２のいずれの手法においても、酸化シリコンの析出に要する時間が比較的長い。
【0007】
この発明の１つの目的は、エッチング液中のシリコン濃度を良好に低減できる基板処理装置、および、基板処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
この発明の一実施形態は、基板をエッチング液によりエッチングするエッチング処理部と、前記エッチング処理部からエッチング液を排出する排出流路と、前記排出流路に設けられた固形シリカユニットとを備える、基板処理装置を提供する。前記固形シリカユニットが、複数の固形シリカと、複数の前記固形シリカを収容するシリカ収容部であって、内部にエッチング液を通過させるシリカ収容部とを含む。
【0009】
この基板処理装置によれば、基板のエッチングに用いられたエッチング液が、エッチング処理部から排出流路に排出される。排出流路に設けられている固形シリカユニットは、複数の固形シリカを収容するシリカ収容部を含んでいる。そのため、エッチング液は、シリカ収容部内を通過する際に複数の固形シリカと接することによって効率的に冷却される。そのため、エッチング液中に溶解されている酸化シリコンが析出して複数の固形シリカの表面に付着する。このように、エッチング液から速やかに酸化シリコンを析出させることができる。
【0010】
また、互いに隣接する固形シリカ同士の間に充分に大きな隙間が形成される。固形シリカの表面に酸化シリコンが析出した際に、互いに隣接する固形シリカ同士の間の隙間が塞がれることを抑制できる。
その結果、エッチング液中のシリコン濃度を良好に低減できる。
この発明の一実施形態では、前記固形シリカが、角部を有する粒形状を有する。本願発明者らは、角部を有する粒形状の固形シリカを用いた場合には、角部の周囲においてエッチング液の液交換が起こりやすいため、固形シリカの表面において、角部およびその周辺に酸化シリコンが析出しやすいことを見出した。そのため、角部を有する粒形状の固形シリカを用いることによって、エッチング液中に溶解されている酸化シリコンを効果的に析出させることができる。そのような固形シリカの形状としては多面体形状、または、ペレット形状等が挙げれられる。
その結果、エッチング液中のシリコン濃度を良好に低減できる。
この発明の一実施形態では、前記固形シリカが、角部を有する粒形状を有する。本願発明者らは、角部を有する粒形状の固形シリカを用いた場合には、角部の周囲においてエッチング液の液交換が起こりやすいため、固形シリカの表面において、角部およびその周辺に酸化シリコンが析出しやすいことを見出した。そのため、角部を有する粒形状の固形シリカを用いることによって、エッチング液中に溶解されている酸化シリコンを効果的に析出させることができる。そのような固形シリカの形状としては多面体形状、または、ペレット形状等が挙げれられる。
【0011】
この発明の一実施形態では、前記固形シリカの粒径が、１ｍｍ以上でかつ１０ｍｍ以下である。固形シリカの粒径がこの範囲であれば、互いに隣接する固形シリカ同士の間に適切なサイズの隙間が形成される。固形シリカの表面に酸化シリコンが析出した際に、互いに隣接する固形シリカ同士の間の隙間が塞がれることを一層抑制できる。
この発明の一実施形態では、前記シリカ収容部が、複数の前記固形シリカが充填された筒状空間を含む。前記排出流路が、前記筒状空間の軸方向における前記筒状空間の一端に接続される上流排出流路と、前記軸方向における前記筒状空間の他端に接続される下流排出流路とを含む。
この発明の一実施形態では、前記シリカ収容部が、複数の前記固形シリカが充填された筒状空間を含む。前記排出流路が、前記筒状空間の軸方向における前記筒状空間の一端に接続される上流排出流路と、前記軸方向における前記筒状空間の他端に接続される下流排出流路とを含む。
【0012】
この基板処理装置によれば、筒状空間内において、軸方向の一端から他端に向かってエッチング液が流れる。そのため、筒状空間の軸方向の各位置において、エッチング液の線速度の均一性を高めることができる。したがって、筒状空間内の複数の固形シリカの全体に酸化シリコンを析出させやすい。その結果、エッチング液中のシリコン濃度を良好に低減できる。
【0013】
この発明の一実施形態では、前記シリカ収容部が、内部に複数の固形シリカを収容しエッチング液を貯留する液貯留部を含む。
この基板処理装置によれば、エッチング処理部から排出流路に排出されるエッチング液を液貯留部に貯留しつつ、複数の固形シリカによってエッチング液から酸化シリコンを析出させることができる。したがって、エッチング処理部から多量のエッチング液が排出される場合であっても、エッチング液中のシリコン濃度を良好に低減することができる。ひいては、エッチング液の廃棄量を抑制できる。
この基板処理装置によれば、エッチング処理部から排出流路に排出されるエッチング液を液貯留部に貯留しつつ、複数の固形シリカによってエッチング液から酸化シリコンを析出させることができる。したがって、エッチング処理部から多量のエッチング液が排出される場合であっても、エッチング液中のシリコン濃度を良好に低減することができる。ひいては、エッチング液の廃棄量を抑制できる。
【0014】
この発明の一実施形態では、前記基板処理装置が、複数の前記固形シリカを冷却する冷却ユニットをさらに備える。そのため、複数の固形シリカを事前に冷却しておけば、エッチング液が固形シリカユニットを通る際に、エッチング液を急速に冷却できる。これにより、酸化シリコンを速やかに析出させることができる。
この発明の一実施形態では、前記冷却ユニットが、前記シリカ収容部に冷却液を供給する冷却液供給流路と、前記シリカ収容部から冷却液を排出する冷却液排出流路とを含む。この基板処理装置によれば、シリカ収容部に冷却液を供給することで複数の固形シリカを冷却できる。そのため、シリカ収容部の外部から複数の固形シリカを冷却する場合と比較して、シリカ収容部内において比較的内側に位置する固形シリカを速やかに冷却できる。その結果、エッチング液中のシリコン濃度を良好に低減できる。
この発明の一実施形態では、前記冷却ユニットが、前記シリカ収容部に冷却液を供給する冷却液供給流路と、前記シリカ収容部から冷却液を排出する冷却液排出流路とを含む。この基板処理装置によれば、シリカ収容部に冷却液を供給することで複数の固形シリカを冷却できる。そのため、シリカ収容部の外部から複数の固形シリカを冷却する場合と比較して、シリカ収容部内において比較的内側に位置する固形シリカを速やかに冷却できる。その結果、エッチング液中のシリコン濃度を良好に低減できる。
【0015】
この発明の一実施形態では、前記基板処理装置が、前記排出流路において前記固形シリカユニットよりも下流側の所定の測定位置におけるエッチング液中のシリコン濃度を測定する濃度測定ユニットと、エッチング液を貯留するエッチング液タンクと、前記排出流路において前記測定位置よりも下流側に設けられ、前記排出流路を開閉する排出流路開閉ユニットとをさらに備える。
【0016】
固形シリカユニットがエッチング液から酸化シリコンを除去する能力（除去能力）は、固形シリカユニットにエッチング液を通過させ続けることによって低下する。具体的には、複数の固形シリカがエッチング液を冷却することによって、複数の固形シリカの温度が上昇するため、エッチング液を冷却する能力が低下する。
固形シリカユニットの除去能力が充分に高いときには、固形シリカユニットを通過するエッチング液のシリコン濃度が充分に低下し、固形シリカユニットの除去能力が充分に高くないときには、固形シリカユニットを通過するエッチング液のシリコン濃度が充分に低下しない。
固形シリカユニットの除去能力が充分に高いときには、固形シリカユニットを通過するエッチング液のシリコン濃度が充分に低下し、固形シリカユニットの除去能力が充分に高くないときには、固形シリカユニットを通過するエッチング液のシリコン濃度が充分に低下しない。
【0017】
この基板処理装置によれば、エッチング液をエッチング液タンクへ流入させたり、エッチング液のエッチング液タンクへの流入を停止したりすることができる。そのため、たとえば、濃度測定ユニットによって測定されたシリコン濃度が所定の閾値以下であれば、エッチング液がエッチング液タンクに流入し、濃度測定ユニットによって測定されたシリコン濃度が閾値を超えていれば、エッチング液タンクへのエッチング液の流入が停止されるように排出流路開閉ユニットに排出流路を開閉させることができる。
【0018】
このように排出流路を開閉することによって、固形シリカユニットの除去能力が充分に高いときには、エッチング液がエッチング液タンクに供給される。一方、固形シリカユニットの除去能力が低下して固形シリカユニットを通過するエッチング液のシリコン濃度が閾値よりも高くなった場合には、エッチング液タンクへのエッチング液の供給は停止される。そのため、シリコン濃度が充分に低下したエッチング液を選択的にエッチング液タンクで回収することができる。その結果、シリコン濃度が良好に低減されたエッチング液を回収できる。
【0019】
この発明の一実施形態では、基板処理装置が、前記排出流路において前記測定位置と同じ位置または前記測定位置よりも下流側の位置に接続され、前記排出流路において前記固形シリカユニットよりも上流側にエッチング液を帰還させる帰還流路と、前記帰還流路を開閉する帰還流路開閉ユニットとをさらに備える。
この基板処理装置によれば、エッチング液を帰還流路へ流入させたり、エッチング液の帰還流路への流入を停止したりすることができる。そのため、たとえば、濃度測定ユニットによって測定されたシリコン濃度が閾値以下であれば、帰還流路へのエッチング液の流入が停止され、濃度測定ユニットによって測定されたシリコン濃度が閾値を超えていれば、エッチング液が帰還流路に流入するように、帰還流路開閉ユニットに帰還流路を開閉させることができる。
この基板処理装置によれば、エッチング液を帰還流路へ流入させたり、エッチング液の帰還流路への流入を停止したりすることができる。そのため、たとえば、濃度測定ユニットによって測定されたシリコン濃度が閾値以下であれば、帰還流路へのエッチング液の流入が停止され、濃度測定ユニットによって測定されたシリコン濃度が閾値を超えていれば、エッチング液が帰還流路に流入するように、帰還流路開閉ユニットに帰還流路を開閉させることができる。
【0020】
帰還流路をこのように開閉することで、帰還流路を介して排出流路に戻ったエッチング液を固形シリカユニットのシリカ収容部に再び通過させることが可能である。これにより、エッチング液から酸化シリコンをさらに析出させてエッチング液中のシリコン濃度を低減させることができる。固形シリカユニットを複数回通過することによって、シリコン濃度が閾値以下になれば、帰還流路へのエッチング液の流入が停止される。そのため、シリコン濃度が充分に低減されたエッチング液を速やかにエッチング液タンクに流入させることができる。その結果、シリコン濃度が良好に低減されたエッチング液を回収できる。
【0021】
この発明の一実施形態では、前記基板処理装置が、前記排出流路において前記帰還流路からエッチング液が帰還する帰還位置よりも下流側で、かつ、前記固形シリカユニットよりも上流側から分岐し、前記固形シリカユニットよりも下流側で、かつ、前記測定位置よりも上流側に接続される分岐流路と、前記分岐流路を開閉する分岐流路開閉ユニットとをさらに備える。
【0022】
この基板処理装置によれば、帰還流路によって帰還位置へ戻ったエッチング液を分岐流路へ流入させたり、帰還流路によって帰還位置へ戻ったエッチング液の分岐流路への流入を停止したりすることができる。そのため、たとえば、濃度測定ユニットによって測定されたシリコン濃度が所定の閾値を超えている場合に、帰還流路によって帰還位置に戻ったエッチング液が、所定の回復時間の間、分岐流路へ流入するように、分岐流路開閉ユニットに分岐流路を開閉させることができる。分岐流路をこのように開閉することによって、固形シリカユニットへのエッチング液の供給を停止しつつエッチング液を分岐流路および帰還流路内で循環させることができる。
【0023】
そのため、たとえば、エッチング液が分岐流路および帰還流路内で循環している間に、シリカ収容部内の複数の固形シリカを冷却したり、シリカ収容部内の複数の固形シリカを、充分に冷却された固形シリカに交換したりすることができる。所定時間が経過した後には、エッチング液を分岐流路に流入させずに、除去能力が回復した固形シリカユニットに流入させることができる。
【0024】
この発明の一実施形態では、前記基板処理装置が、前記排出流路において前記測定位置と同じ位置または前記測定位置よりも下流側と前記固形シリカユニットよりも下流側でかつ前記測定位置よりも上流側とに接続され、エッチング液を循環させる循環流路と、前記循環流路を開閉する循環流路開閉ユニットとをさらに備える。
この基板処理装置によれば、エッチング液を循環流路へ流入させたり、エッチング液の循環流路への流入を停止して帰還流路に流入させたりすることができる。
この基板処理装置によれば、エッチング液を循環流路へ流入させたり、エッチング液の循環流路への流入を停止して帰還流路に流入させたりすることができる。
【0025】
そのため、たとえば、濃度測定ユニットによって測定されたシリコン濃度が所定の閾値以下であれば、帰還流路および循環流路へのエッチング液の流入が停止され、濃度測定ユニットによって測定されたシリコン濃度が閾値を超えていれば、所定時間の間エッチング液が循環流路に流入した後に循環流路内のエッチング液が帰還流路に流入するように、循環流路を開閉することができる。このように循環流路を開閉することによって、固形シリカユニットへのエッチング液の供給を停止しつつエッチング液を循環流路内で循環させることができる。
【0026】
したがって、たとえば、エッチング液が循環流路内で循環している間にシリカ収容部内の複数の固形シリカを冷却したり、シリカ収容部内の複数の固形シリカを、充分に冷却された固形シリカに交換したりすることができる。所定時間が経過した後は、エッチング液を循環流路に流入させずに、循環流路内のエッチング液が帰還流路に流入される。そのため、所定時間が経過した後には、除去能力が回復した固形シリカユニットにエッチング液を流入させることができる。
【0027】
この発明の一実施形態では、前記基板処理装置が、前記エッチング液タンク内のエッチング液を前記エッチング処理部に供給する供給流路をさらに備える。
この基板処理装置によれば、エッチング液タンクに溜められているエッチング液を、供給流路を介してエッチング処理部に供給することができる。そのため、シリコン濃度が充分に低減されたエッチング液を、エッチング処理部における基板の処理に再利用することができる。
この基板処理装置によれば、エッチング液タンクに溜められているエッチング液を、供給流路を介してエッチング処理部に供給することができる。そのため、シリコン濃度が充分に低減されたエッチング液を、エッチング処理部における基板の処理に再利用することができる。
【0028】
この発明の一実施形態では、前記固形シリカユニットが、複数設けられており、複数の前記固形シリカユニットが、前記排出流路において、直列配置されている。そのため、固形シリカユニット一つ当たりの酸化シリコンの除去量を低減できる。したがって、単一の固形シリカユニットが排出流路に設けられている構成と比較して、固形シリカユニットの除去能力を回復させる時期を遅らせることができる。
【0029】
この発明の他の実施形態は、前記固形シリカユニットが、複数設けられており、複数の前記固形シリカユニットが、前記排出流路において、並列配置されている。そのため、複数の固形シリカユニットのうち少なくとも１つの固形シリカユニットを使用可能な状態にしておけば、エッチング液からの酸化シリコンの除去を継続できる。したがって、エッチング液からの酸化シリコンの除去を継続しながら、酸化シリコンの除去が行われていない固形シリカユニットの除去能力を回復させることができる。
【0030】
この発明の他の実施形態は、エッチング処理部において、基板をエッチング液によりエッチングするエッチング工程と、前記エッチング処理部からエッチング液を排出する排出工程と、前記排出工程において前記排出流路に排出されたエッチング液に、複数の固形シリカを収容するシリカ収容部を通過させる固形シリカ通過工程とを含む、基板処理方法を提供する。この基板処理方法によれば、上述した基板処理装置と同様の効果を奏する。
【0031】
この発明の他の実施形態は、前記基板処理方法が、前記固形シリカユニットを通過したエッチング液中のシリコン濃度を測定する濃度測定工程と、前記濃度測定工程によって測定されたシリコン濃度が所定の閾値以下であるか否かを判定する判定工程とをさらに含む。
そして、前記濃度測定工程によって測定されたシリコン濃度が前記判定工程において前記閾値以下であると判定された場合には、前記シリカ収容部を通過したエッチング液をエッチング液タンクに回収させる回収工程が実行され、前記濃度測定工程によって測定されたシリコン濃度が前記判定工程において前記閾値以下でないと判定された場合には、前記排出流路において前記シリカ収容部よりも上流側にエッチング液を帰還させる帰還工程が実行されるように、前記回収工程と前記帰還工程とが選択的に実行される。
そして、前記濃度測定工程によって測定されたシリコン濃度が前記判定工程において前記閾値以下であると判定された場合には、前記シリカ収容部を通過したエッチング液をエッチング液タンクに回収させる回収工程が実行され、前記濃度測定工程によって測定されたシリコン濃度が前記判定工程において前記閾値以下でないと判定された場合には、前記排出流路において前記シリカ収容部よりも上流側にエッチング液を帰還させる帰還工程が実行されるように、前記回収工程と前記帰還工程とが選択的に実行される。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【発明を実施するための形態】
【0033】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１の全体構成を示す図である。
基板処理装置１は、リン酸水溶液等のエッチング液で基板Ｗに対してエッチング処理を行うとともに、エッチング処理に使用されたエッチング液の再生処理を行う。エッチング液は、リン酸水溶液に限られず、たとえば、リン酸水溶液に添加剤を加えた液体等であってもよい。エッチング処理に用いられるエッチング液の温度は、たとえば、１６０℃程度である。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る基板処理装置１の全体構成を示す図である。
基板処理装置１は、リン酸水溶液等のエッチング液で基板Ｗに対してエッチング処理を行うとともに、エッチング処理に使用されたエッチング液の再生処理を行う。エッチング液は、リン酸水溶液に限られず、たとえば、リン酸水溶液に添加剤を加えた液体等であってもよい。エッチング処理に用いられるエッチング液の温度は、たとえば、１６０℃程度である。
【0034】
基板処理装置１によって処理される基板Ｗは、たとえば、円板状の半導体ウェハである。基板Ｗの表面に対してエッチング処理が実行されることによって酸化シリコンが形成される。
基板Ｗの表面には、たとえば、酸化シリコン層および窒化シリコン層が露出している。このような基板Ｗを用いた場合、エッチング液は、窒化シリコン層を選択的にエッチングする。窒化シリコン層のエッチングによって形成される酸化シリコンがエッチング液中に僅かに溶け込む。酸化シリコン層および窒化シリコン層が露出している基板Ｗは、たとえば、３Ｄ ＮＡＮＤメモリデバイスの製造プロセスに用いられる。
基板Ｗの表面には、たとえば、酸化シリコン層および窒化シリコン層が露出している。このような基板Ｗを用いた場合、エッチング液は、窒化シリコン層を選択的にエッチングする。窒化シリコン層のエッチングによって形成される酸化シリコンがエッチング液中に僅かに溶け込む。酸化シリコン層および窒化シリコン層が露出している基板Ｗは、たとえば、３Ｄ ＮＡＮＤメモリデバイスの製造プロセスに用いられる。
【0035】
基板処理装置１は、基板Ｗに対してエッチング処理を行うエッチング処理部２と、エッチング処理部２からエッチング液を排出する排出配管１０と、排出配管１０からエッチング液が流入され、エッチング液を貯留するエッチング液タンク２０とを備える。排出配管１０は、排出流路を構成している。
基板処理装置１は、エッチング処理部２にエッチング液を供給する供給配管３０と、排出配管１０に設けられた固形シリカユニット４０と、排出配管１０において固形シリカユニット４０よりも下流側で排出配管１０内のエッチング液中の酸化シリコンの濃度（シリコン濃度）を測定する濃度測定ユニット５０とをさらに備える。基板処理装置１は、基板処理装置１を制御するコントローラ３（図４を参照）とをさらに備える。
基板処理装置１は、エッチング処理部２にエッチング液を供給する供給配管３０と、排出配管１０に設けられた固形シリカユニット４０と、排出配管１０において固形シリカユニット４０よりも下流側で排出配管１０内のエッチング液中の酸化シリコンの濃度（シリコン濃度）を測定する濃度測定ユニット５０とをさらに備える。基板処理装置１は、基板処理装置１を制御するコントローラ３（図４を参照）とをさらに備える。
【0036】
エッチング処理部２は、この実施形態では、エッチング液中に複数（たとえば、５０枚）の基板Ｗを浸漬させてエッチング処理を行う浸漬処理部である。エッチング処理部２は、エッチング液を貯留してエッチング処理を進行させる浸漬処理槽４を備える。
浸漬処理槽４は、二重槽構造を有している。詳しくは、浸漬処理槽４は、エッチング液を貯留し、エッチング液中に基板Ｗを浸漬させる内槽５と、内槽５の少なくとも上端部を取り囲み、内槽５とエッチング液を交換可能な外槽６と、内槽５に対して基板Ｗを昇降させるリフタ７とを含む。
浸漬処理槽４は、二重槽構造を有している。詳しくは、浸漬処理槽４は、エッチング液を貯留し、エッチング液中に基板Ｗを浸漬させる内槽５と、内槽５の少なくとも上端部を取り囲み、内槽５とエッチング液を交換可能な外槽６と、内槽５に対して基板Ｗを昇降させるリフタ７とを含む。
【0037】
内槽５は、エッチング液に対する耐食性に優れた石英またはフッ素樹脂材料によって形成された平面視矩形状の容器である。外槽６は、内槽５と同様の材料によって形成されている。
リフタ７は、複数の基板Ｗを複数の保持棒（図示せず）によって一括して保持する。複数の基板Ｗは、起立姿勢（基板主面の法線が水平方向に沿う姿勢）で相互に平行に配列された状態でリフタ７によって保持される。リフタ７は、電動モータまたはエアシリンダを有する昇降機構（図示せず）によって鉛直方向に沿って昇降可能である。リフタ７は、保持する複数枚の基板Ｗ（ロット）を内槽５内のエッチング液中に浸漬する処理位置（図１の位置）とエッチング液の液面よりも上側の受渡位置との間で昇降する。
リフタ７は、複数の基板Ｗを複数の保持棒（図示せず）によって一括して保持する。複数の基板Ｗは、起立姿勢（基板主面の法線が水平方向に沿う姿勢）で相互に平行に配列された状態でリフタ７によって保持される。リフタ７は、電動モータまたはエアシリンダを有する昇降機構（図示せず）によって鉛直方向に沿って昇降可能である。リフタ７は、保持する複数枚の基板Ｗ（ロット）を内槽５内のエッチング液中に浸漬する処理位置（図１の位置）とエッチング液の液面よりも上側の受渡位置との間で昇降する。
【0038】
排出配管１０は、固形シリカユニット４０よりも上流側の上流排出配管１１と、固形シリカユニット４０よりも下流側の下流排出配管１２とを含む。排出配管１０の上流端（上流排出配管１１の上流端）は、浸漬処理槽４の外槽６に接続されている。排出配管１０の下流端（下流排出配管１２の下流端）は、エッチング液タンク２０に接続されている。排出配管１０の下流端は、エッチング液の液面よりも上方に位置している。上流排出配管１１は、上流排出流路を構成しており、下流排出配管１２は、下流排出流路を構成している。
【0039】
詳しくは後述するが、固形シリカユニット４０は、複数の固形シリカ４１と、複数の固形シリカ４１を収容するシリカ収容部４２とを含む。固形シリカユニット４０は、エッチング液を冷却して、エッチング液から酸化シリコンが析出されることによってエッチング液中のシリコン濃度を低下させる。そのため、固形シリカユニット４０は、シリコン濃度が低下したエッチング液を下流側に排出する。
【0040】
上流排出配管１１の下流端および下流排出配管１２の上流端がシリカ収容部４２に接続されている。エッチング液は、上流排出配管１１からシリカ収容部４２に流入し、シリカ収容部４２から下流排出配管１２に流出する。エッチング液は、シリカ収容部４２の内部空間を通過する際、複数の固形シリカ４１によって冷却される。これにより、エッチング液中の酸化シリコンが析出して複数の固形シリカ４１の表面に付着する。
【0041】
複数の固形シリカ４１の温度は、シリカ収容部４２に流入するエッチング液の温度よりも低いことが好ましく、たとえば、常温（たとえば、２５℃）以下であることが好ましい。
濃度測定ユニット５０は、濃度モニタともいう。濃度測定ユニット５０は、たとえば、イオン選択性電極法（ＩＳＥ：Ion Selective Electrode）を用いた電気化学的測定手法によってエッチング液中のシリコン濃度を測定する。イオン選択性電極法を用いた濃度測定ユニット５０は、測定に数分を要するもののエッチング液中のシリコン濃度を正確に測定することができる。
濃度測定ユニット５０は、濃度モニタともいう。濃度測定ユニット５０は、たとえば、イオン選択性電極法（ＩＳＥ：Ion Selective Electrode）を用いた電気化学的測定手法によってエッチング液中のシリコン濃度を測定する。イオン選択性電極法を用いた濃度測定ユニット５０は、測定に数分を要するもののエッチング液中のシリコン濃度を正確に測定することができる。
【0042】
電気化学的測定手法としては、たとえば、フッ素イオン選択電極（ＦＩＳＥ）を利用した手法が挙げられる。具体的には、酸化シリコンが溶解したリン酸水溶液にフッ化水素酸（ＨＦ）が滴下される。これにより、Ｈ２ＳｉＦ６が生成されその際に消費されたフッ素イオン量による電圧の変化に基づいて、リン酸水溶液中の酸化シリコンの濃度を算出することができる。
【0043】
濃度測定ユニット５０は、下流排出配管１２に設定された測定位置１２ａに接続された測定配管５１と、測定配管５１を介してエッチング液を取得し、取得したエッチング液中のシリコン濃度を測定する測定器５２とを含む。
この実施形態とは異なり、濃度測定ユニット５０が測定配管５１を含んでおらず、濃度測定ユニット５０の測定器５２が下流排出配管１２に介装されていてもよい。この場合、測定器５２の内部が排出流路の一部を構成しており、測定器５２の内部流路が測定位置１２ａである。そして、濃度測定ユニット５０よりも上流側の配管と、濃度測定ユニット５０よりも下流側の配管と、後述する帰還配管６０とが測定器５２に接続される。
この実施形態とは異なり、濃度測定ユニット５０が測定配管５１を含んでおらず、濃度測定ユニット５０の測定器５２が下流排出配管１２に介装されていてもよい。この場合、測定器５２の内部が排出流路の一部を構成しており、測定器５２の内部流路が測定位置１２ａである。そして、濃度測定ユニット５０よりも上流側の配管と、濃度測定ユニット５０よりも下流側の配管と、後述する帰還配管６０とが測定器５２に接続される。
【0044】
基板処理装置１は、排出配管１０において濃度測定ユニット５０によって測定される位置（測定位置１２ａ）に接続され、排出配管１０において固形シリカユニット４０よりも上流側にエッチング液を帰還させる帰還配管６０と、帰還配管６０に介装された帰還バルブ６１とをさらに備える。帰還配管６０は、帰還流路を構成しており、帰還バルブ６１は、帰還流路を開閉する帰還流路開閉ユニットの一例である。
【0045】
基板処理装置１は、上流排出配管１１において帰還配管６０の下流端が接続される帰還位置１１ａよりも下流側で、かつ、固形シリカユニット４０よりも上流側から分岐し、固形シリカユニット４０よりも下流側で、かつ、測定位置１２ａよりも上流側に接続される分岐配管７０と、分岐配管７０に介装された分岐バルブ７１とをさらに備える。分岐配管７０は、分岐流路を構成しており、分岐バルブ７１は、分岐流路を開閉する分岐流路開閉ユニットの一例である。
【0046】
帰還配管６０によって、上流排出配管１１において固形シリカユニット４０よりも上流側の位置にエッチング液を帰還させることによって、固形シリカユニット４０を一度通過したエッチング液に、固形シリカユニット４０を再度通過させることができる。帰還位置１１ａに戻ったエッチング液を分岐配管７０に流入させることによって、固形シリカユニット４０へのエッチング液の供給を停止しながら、帰還配管６０、上流排出配管１１、および、分岐配管７０内でエッチング液を循環させることができる。
【0047】
基板処理装置１は、上流排出ポンプ１３、第１上流排出バルブ１４、第２上流排出バルブ１５、下流排出ポンプ１６、および、下流排出バルブ１７をさらに備える。上流排出ポンプ１３、第１上流排出バルブ１４、第２上流排出バルブ１５、下流排出ポンプ１６、および、下流排出バルブ１７は、排出配管１０の上流側から下流側に向かって、この順番で介装されている。詳しくは、上流排出ポンプ１３、第１上流排出バルブ１４および第２上流排出バルブ１５が上流排出配管１１に介装されており、下流排出ポンプ１６および下流排出バルブ１７が下流排出配管１２に介装されている。
【0048】
上流排出ポンプ１３は、浸漬処理槽４の外槽６内のエッチング液を、排出配管１０の上流排出配管１１に送り出す。第１上流排出バルブ１４は、帰還位置１１ａよりも上流側において上流排出配管１１に介装されている。第２上流排出バルブ１５は、上流排出配管１１において分岐配管７０の上流端が接続される上流分岐位置１１ｂよりも下流側において上流排出配管１１に介装されている。
【0049】
第１上流排出バルブ１４は、上流排出配管１１によって構成される上流排出流路を開閉する第１上流排出流路開閉ユニットの一例である。第２上流排出バルブ１５は、上流排出配管１１によって構成される上流排出流路を、第１上流排出バルブ１４よりも下流側で開閉する第２上流排出流路開閉ユニットの一例である。
下流排出ポンプ１６は、下流排出配管１２において、分岐配管７０の下流端が接続される下流分岐位置１２ｂよりも下流側で、かつ、測定位置１２ａよりも上流側に介装されている。下流排出バルブ１７は、測定位置１２ａよりも下流側において下流排出配管１２に介装されている。下流排出バルブ１７は、下流排出配管１２によって構成される下流排出流路を開閉する下流排出流路開閉ユニットの一例である。
下流排出ポンプ１６は、下流排出配管１２において、分岐配管７０の下流端が接続される下流分岐位置１２ｂよりも下流側で、かつ、測定位置１２ａよりも上流側に介装されている。下流排出バルブ１７は、測定位置１２ａよりも下流側において下流排出配管１２に介装されている。下流排出バルブ１７は、下流排出配管１２によって構成される下流排出流路を開閉する下流排出流路開閉ユニットの一例である。
【0050】
供給配管３０の上流端は、エッチング液タンク２０に接続されている。供給配管３０の上流端がエッチング液の液面よりも下方に位置するように、供給配管３０は、エッチング液タンク２０の内部にまで延びている。供給配管３０から浸漬処理槽４の外槽６にエッチング液を供給できるように、供給配管３０の下流端は外槽６に上側から対向している。基板処理装置１は、供給配管３０に介装された供給ポンプ３１と、供給配管３０において供給ポンプ３１よりも下流側に介装された供給バルブ３２をさらに備える。供給ポンプ３１は、エッチング液タンク２０内のエッチング液を供給配管３０に送り出す。供給配管３０は、供給流路を構成しており、供給バルブ３２は、供給流路を開閉する供給流路開閉ユニットの一例である。
【0051】
このように、エッチング液タンク２０に溜められているエッチング液を、供給配管３０介してエッチング処理部２に供給することができる。そのため、固形シリカユニット４０によってシリコン濃度が低減されたエッチング液を、エッチング処理部２における基板Ｗの処理に再利用することができる。
基板処理装置１は、エッチング液タンク２０内のエッチング液の温度を調節する温調ユニット２１をさらに備える。温調ユニット２１は、たとえば、エッチング液タンク２０内のエッチング液を加熱するヒータである。温調ユニット２１は、たとえば、図１に示すように、エッチング液タンク２０の側壁および底壁に外側から取り付けられたヒータであってもよい。図１とは異なり、温調ユニット２１は、エッチング液タンク２０内のエッチング液に浸漬されたヒータであってもよいし、エッチング液タンク２０内の液体を循環させる配管を設け、その配管を加熱するヒータであってもよい。エッチング液タンク２０内のエッチング液は、温調ユニット２１によって１６０℃程度の高温に維持される。
基板処理装置１は、エッチング液タンク２０内のエッチング液の温度を調節する温調ユニット２１をさらに備える。温調ユニット２１は、たとえば、エッチング液タンク２０内のエッチング液を加熱するヒータである。温調ユニット２１は、たとえば、図１に示すように、エッチング液タンク２０の側壁および底壁に外側から取り付けられたヒータであってもよい。図１とは異なり、温調ユニット２１は、エッチング液タンク２０内のエッチング液に浸漬されたヒータであってもよいし、エッチング液タンク２０内の液体を循環させる配管を設け、その配管を加熱するヒータであってもよい。エッチング液タンク２０内のエッチング液は、温調ユニット２１によって１６０℃程度の高温に維持される。
【0052】
基板処理装置１は、排出配管１０内のエッチング液を廃棄する廃液配管８０と、廃液配管８０に介装された廃液バルブ８１とをさらに備えている。廃液配管８０は、廃液流路を構成している。廃液バルブ８１は、廃液流路を開閉する廃液流路開閉ユニットの一例である。
廃液配管８０は、上流排出ポンプ１３よりも下流側で、かつ、第１上流排出バルブ１４よりも上流側において、上流排出配管１１に接続されている。廃液配管８０は、固形シリカユニット４０へのエッチング液の流入が停止されている期間に、エッチング処理部２から上流排出配管１１にエッチング液が流入した場合に、エッチング液を廃棄するための配管である。固形シリカユニット４０へのエッチング液の流入が停止されている期間とは、たとえば、濃度測定ユニット５０がエッチング液中のシリコン濃度を測定している期間である。
廃液配管８０は、上流排出ポンプ１３よりも下流側で、かつ、第１上流排出バルブ１４よりも上流側において、上流排出配管１１に接続されている。廃液配管８０は、固形シリカユニット４０へのエッチング液の流入が停止されている期間に、エッチング処理部２から上流排出配管１１にエッチング液が流入した場合に、エッチング液を廃棄するための配管である。固形シリカユニット４０へのエッチング液の流入が停止されている期間とは、たとえば、濃度測定ユニット５０がエッチング液中のシリコン濃度を測定している期間である。
【0053】
基板処理装置１は、エッチング液タンク２０に新たなエッチング液（新液）を補充する新液配管９０と、新液配管９０に介装された新液ポンプ９１と、新液ポンプ９１よりも下流側で新液配管９０に介装された新液バルブ９２とをさらに備える。新液配管９０は、新液流路を構成している。新液バルブ９２は、新液流路を開閉する新液流路開閉ユニットの一例である。
【0054】
基板処理装置１は、複数の固形シリカ４１を冷却する冷却ユニット１００をさらに備える。冷却ユニット１００は、シリカ収容部４２の内部空間に冷却液を供給する冷却液供給配管１０１と、冷却液供給配管１０１に介装された冷却液ポンプ１０２と、冷却液ポンプ１０２よりも下流側で冷却液供給配管１０１に介装された冷却液供給バルブ１０３と、シリカ収容部４２の内部空間から冷却液を排出する冷却液排出配管１０４と、冷却液排出配管１０４に介装された冷却液排出バルブ１０５とを含む。冷却液は、たとえば、常温以下の温度の脱イオン水（ＤＩＷ）である。
【0055】
冷却液供給配管１０１は、冷却液供給流路を構成しており、冷却液供給バルブ１０３は、冷却液供給流路を開閉する冷却液供給流路開閉ユニットの一例である。冷却液排出配管１０４は、冷却液排出流路を構成しており、冷却液排出バルブ１０５は、冷却液排出流路を開閉する冷却液排出流路開閉ユニットの一例である。
冷却ユニット１００によってシリカ収容部４２の内部空間に冷却液を通過させることによって、複数の固形シリカ４１を冷却することができる。そのため、エッチング液の通過によって温度が上昇した複数の固形シリカ４１の温度を低下させることができる。
冷却ユニット１００によってシリカ収容部４２の内部空間に冷却液を通過させることによって、複数の固形シリカ４１を冷却することができる。そのため、エッチング液の通過によって温度が上昇した複数の固形シリカ４１の温度を低下させることができる。
【0056】
たとえば、複数の固形シリカ４１を事前に冷却しておけば、エッチング液が固形シリカユニット４０を通る際に、エッチング液を急速に冷却できる。これにより、酸化シリコンを速やかに析出させることができる。
基板処理装置１は、シリカ収容部４２の内部空間に窒素ガス等の不活性ガスを供給する不活性ガス供給ユニット１１０を備えていてもよい。不活性ガス供給ユニット１１０は、シリカ収容部４２に接続された不活性ガス配管１１１と、不活性ガス配管１１１を開閉する不活性ガスバルブ１１２とを含む。
基板処理装置１は、シリカ収容部４２の内部空間に窒素ガス等の不活性ガスを供給する不活性ガス供給ユニット１１０を備えていてもよい。不活性ガス供給ユニット１１０は、シリカ収容部４２に接続された不活性ガス配管１１１と、不活性ガス配管１１１を開閉する不活性ガスバルブ１１２とを含む。
【0057】
不活性ガス配管１１１は、不活性ガス供給流路を構成しており、不活性ガスバルブ１１２は、不活性ガス供給流路を開閉する不活性ガス供給流路開閉ユニットの一例である。
不活性ガス供給ユニット１１０から供給される不活性ガスによって、シリカ収容部４２内に残留する冷却液を押し出すことができる。これにより、複数の固形シリカを冷却液で冷却した後にシリカ収容部４２の内部空間にエッチング液を通過させる際、エッチング液と冷却液とが混合されてエッチング液中に含有されるエッチング剤の濃度が低減することを抑制できる。冷却液排出配管１０４は、不活性ガス排出流路としても機能し、冷却液排出バルブ１０５は、不活性ガス排出流路を開閉する不活性ガス排出流路開閉ユニットとしても機能する。
不活性ガス供給ユニット１１０から供給される不活性ガスによって、シリカ収容部４２内に残留する冷却液を押し出すことができる。これにより、複数の固形シリカを冷却液で冷却した後にシリカ収容部４２の内部空間にエッチング液を通過させる際、エッチング液と冷却液とが混合されてエッチング液中に含有されるエッチング剤の濃度が低減することを抑制できる。冷却液排出配管１０４は、不活性ガス排出流路としても機能し、冷却液排出バルブ１０５は、不活性ガス排出流路を開閉する不活性ガス排出流路開閉ユニットとしても機能する。
【0058】
図２は、固形シリカユニット４０の模式図である。
図２を参照して、固形シリカユニット４０のシリカ収容部４２は、たとえば、円筒状である。シリカ収容部４２は、複数の固形シリカ４１が充填された筒状空間４３（内部空間）を有する。筒状空間４３の中心軸線Ａ１に沿う軸方向Ｘにおける一端には、上流排出配管１１の下流端が接続されており、筒状空間４３の軸方向Ｘにおける他端には、下流排出配管１２の上流端が接続されている。
図２を参照して、固形シリカユニット４０のシリカ収容部４２は、たとえば、円筒状である。シリカ収容部４２は、複数の固形シリカ４１が充填された筒状空間４３（内部空間）を有する。筒状空間４３の中心軸線Ａ１に沿う軸方向Ｘにおける一端には、上流排出配管１１の下流端が接続されており、筒状空間４３の軸方向Ｘにおける他端には、下流排出配管１２の上流端が接続されている。
【0059】
固形シリカ４１は、粒形状を有しており、たとえば、図２に示すように球体形状である。球体形状は、ビーズ形状ともいう。上流排出配管１１から筒状空間４３に流入したエッチング液ＥＬは、図２の拡大図に示すように、隣り合う固形シリカ４１同士の間の隙間Ｇを通って筒状空間４３の一端から他端へ向かう。そのため、エッチング液ＥＬは、シリカ収容部４２内を通過する際に複数の固形シリカ４１と接することによって効率的に冷却される。エッチング液ＥＬが冷却されることによって、エッチング液ＥＬにおける酸化シリコンの飽和濃度が低下する。そのため、エッチング液ＥＬ中に溶解されている酸化シリコンが析出して複数の固形シリカ４１の表面に付着する。このように、エッチング液ＥＬから速やかに酸化シリコンを析出させて、エッチング液ＥＬ中のシリコン濃度を良好に低減できる。
【0060】
エッチング液ＥＬが固形シリカ４１と接することによって局所的に冷却されて酸化シリコンが析出する。そのため、エッチング液ＥＬを浴槽に貯留しその浴槽を冷却することによってエッチング液ＥＬの全体を冷却する構成と比較して、一度に冷却するエッチング液ＥＬの量を低減できるので、エッチング液ＥＬから酸化シリコンを速やかに析出させることができる。
【0061】
さらに、エッチング液ＥＬと複数の固形シリカ４１との接触面積は、エッチング液ＥＬを貯留する浴槽を冷却する構成におけるエッチング液ＥＬと浴槽との接触面積と比較して大きくなる。詳しくは、固形シリカ４１は複数設けられているため、複数の固形シリカ４１の表面積の全体は、浴槽の側壁および底壁の表面積と比較して大きくしやすい。そのため、複数の固形シリカ４１を用いることで、エッチング液ＥＬを効率良く冷却できる。
【0062】
また、この実施形態とは異なり、析出した酸化シリコンとともにエッチング液ＥＬをフィルタに通過させて酸化シリコンをエッチング液ＥＬから除去する構成では、フィルタの目詰まりが起こりやすい。一方、固形シリカユニット４０では、互いに隣接する固形シリカ４１同士の間に充分に大きな隙間Ｇが形成されるため、固形シリカ４１の表面に酸化シリコンが析出した際に、互いに隣接する固形シリカ４１同士の間の隙間Ｇが塞がれることを抑制できる。
【0063】
固形シリカ４１の粒径Ｒは、たとえば、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。固形シリカ４１の粒径Ｒがこの範囲であれば、互いに隣接する固形シリカ４１同士の間に適切なサイズの隙間Ｇが形成されやすい。固形シリカ４１の表面に酸化シリコンが析出した際に、互いに隣接する固形シリカ４１同士の間の隙間Ｇが塞がれることを一層抑制できる。固形シリカ４１の粒径Ｒは、固形シリカ４１を完全な球体と仮定した場合に、その直径に相当する便宜的な値である。固形シリカ４１が球体形状である場合には、固形シリカ４１の粒径Ｒは、球体形状の直径である。
【0064】
以上のように、固形シリカユニット４０を用いることで、エッチング液ＥＬ中のシリコン濃度を良好に低減できる。
さらに、エッチング液ＥＬをシリカ収容部４２に通過させるだけでエッチング液ＥＬを冷却することができる。すなわち、固形シリカユニット４０とは別にエッチング液ＥＬを冷却する装置を設けることなく、エッチング液ＥＬを冷却することができる。したがって、固形シリカユニット４０の大型化を抑制できる。
さらに、エッチング液ＥＬをシリカ収容部４２に通過させるだけでエッチング液ＥＬを冷却することができる。すなわち、固形シリカユニット４０とは別にエッチング液ＥＬを冷却する装置を設けることなく、エッチング液ＥＬを冷却することができる。したがって、固形シリカユニット４０の大型化を抑制できる。
【0065】
また、上述したように、筒状空間４３内において、軸方向Ｘの一端から他端に向かってエッチング液ＥＬが流れる。そのため、筒状空間４３の軸方向Ｘの各位置において、エッチング液ＥＬの線速度の均一性を高めることができる。したがって、筒状空間４３内の複数の固形シリカ４１の全体に酸化シリコンを析出させやすい。
固形シリカ４１の形状は、球体形状に限られず、ある程度の大きさの粒形状を有していればよい。固形シリカ４１の形状は、たとえば、楕円体形状、多面体形状（図３Ａを参照）またはペレット形状（図３Ｂを参照）等であってもよい。
固形シリカ４１の形状は、球体形状に限られず、ある程度の大きさの粒形状を有していればよい。固形シリカ４１の形状は、たとえば、楕円体形状、多面体形状（図３Ａを参照）またはペレット形状（図３Ｂを参照）等であってもよい。
【0066】
固形シリカ４１が、多面体形状またはペレット形状であれば、各固形シリカ４１が、角部４１ａを有する。多面体形状の場合、角部４１ａは、頂点および辺のことである。ペレット形状は、円筒面４１ｂと、円筒面４１ｂの軸方向における両端部に設けられた一対の球状面４１ｃとを有する形状である。ペレット形状の場合、角部４１ａは、円筒面４１ｂと球状面４１ｃとの交線である。
【0067】
固形シリカ４１がペレット形状または多面体形状である場合には、固形シリカ４１の粒径Ｒは、固形シリカ４１の内部において固形シリカ４１の重心を通る直線の平均値である。
本願発明者らは、角部４１ａを有する粒形状の固形シリカ４１を用いた場合には、角部４１ａの周囲においてエッチング液ＥＬの液交換が起こりやすいため、固形シリカ４１の表面において、角部４１ａおよびその周辺に酸化シリコンが析出しやすいことを見出した。そのため、角部４１ａを有する粒形状の固形シリカ４１を用いることによって、エッチング液ＥＬ中に溶解されている酸化シリコンを効果的に析出させることができる。
本願発明者らは、角部４１ａを有する粒形状の固形シリカ４１を用いた場合には、角部４１ａの周囲においてエッチング液ＥＬの液交換が起こりやすいため、固形シリカ４１の表面において、角部４１ａおよびその周辺に酸化シリコンが析出しやすいことを見出した。そのため、角部４１ａを有する粒形状の固形シリカ４１を用いることによって、エッチング液ＥＬ中に溶解されている酸化シリコンを効果的に析出させることができる。
【0068】
角部４１ａを有する固形シリカ４１の形状は、多面体形状またはペレット形状に限られない。また、図３Ｂに示す多面体形状は、正六面体形状であるが、正六面体形状に限られず、たとえば、正八面体形状であってもよいし、正十二面体形状であってもよい。さらに、多面体形状は、正多面体形状に限られず、角部４１ａを有する多面体形状であればよい。
【0069】
コントローラ３は、マイクロコンピュータを備えており、所定のプログラムに従って、基板処理装置１に備えられた制御対象を制御する。より具体的には、コントローラ３は、プロセッサ（ＣＰＵ）３ａと、プログラムが格納されたメモリ３ｂとを含み、プロセッサ３ａがプログラムを実行することによって、基板処理のための様々な制御処理を実行するように構成されている。
【0070】
特に、コントローラ３は、エッチング処理部２、温調ユニット２１、濃度測定ユニット５０、上流排出ポンプ１３、下流排出ポンプ１６、供給ポンプ３１、新液ポンプ９１、冷却液ポンプ１０２、第１上流排出バルブ１４、第２上流排出バルブ１５、下流排出バルブ１７、供給バルブ３２、帰還バルブ６１、分岐バルブ７１、廃液バルブ８１、新液バルブ９２、冷却液供給バルブ１０３、冷却液排出バルブ１０５、不活性ガスバルブ１１２等の動作を制御する。その他、コントローラ３は、後述する各変形例に係る基板処理装置１、および、各実施形態に係る基板処理装置１Ｐ、１Ｑ、１Ｒに備えられる部材の動作も制御する。
【0071】
図５は、基板処理装置１の動作例を説明するためのフローチャートである。図６Ａ～図６Ｄは、基板処理装置１の動作例を説明するための模式図である。図６Ａ～図６Ｄでは、開いているバルブを黒色で示しており、閉じているバルブを白色で示している。
エッチング処理部２の浸漬処理槽４に収容されているエッチング液には、基板Ｗが浸漬されている。これにより、基板Ｗに対するエッチング処理が実行される（エッチング工程）。図６Ａに示すように、たとえば、供給配管３０からエッチング処理部２にエッチング液が供給される（供給工程）。供給工程が実行されている間に、浸漬処理槽４内の液量を調整するために、エッチング処理部２から上流排出配管１１にエッチング液が排出される（排出工程）。排出工程において上流排出配管１１に排出されたエッチング液は、固形シリカユニット４０を通過する。詳しくは、複数の固形シリカを収容するシリカ収容部４２を通過する（固形シリカ通過工程）。より詳しくは、エッチング液が、固形シリカユニット４０のシリカ収容部４２の内部空間に流入し、内部空間から下流排出配管１２に流出する。エッチング液は、固形シリカユニット４０を通過する際に、複数の固形シリカ４１によって冷却される（エッチング液冷却工程）。
エッチング処理部２の浸漬処理槽４に収容されているエッチング液には、基板Ｗが浸漬されている。これにより、基板Ｗに対するエッチング処理が実行される（エッチング工程）。図６Ａに示すように、たとえば、供給配管３０からエッチング処理部２にエッチング液が供給される（供給工程）。供給工程が実行されている間に、浸漬処理槽４内の液量を調整するために、エッチング処理部２から上流排出配管１１にエッチング液が排出される（排出工程）。排出工程において上流排出配管１１に排出されたエッチング液は、固形シリカユニット４０を通過する。詳しくは、複数の固形シリカを収容するシリカ収容部４２を通過する（固形シリカ通過工程）。より詳しくは、エッチング液が、固形シリカユニット４０のシリカ収容部４２の内部空間に流入し、内部空間から下流排出配管１２に流出する。エッチング液は、固形シリカユニット４０を通過する際に、複数の固形シリカ４１によって冷却される（エッチング液冷却工程）。
【0072】
固形シリカユニット４０を通過したエッチング液は、測定位置１２ａに到達する。エッチング液が測定位置１２ａに達する前に、下流排出バルブ１７が閉じられている。さらに、第１上流排出バルブ１４が閉じられ、帰還バルブ６１が開かれる（図５のステップＳ１）。これにより、測定位置１２ａに達したエッチング液は、帰還配管６０を介して上流排出配管１１に戻る（帰還工程）。測定位置１２ａに達したエッチング液中のシリコン濃度が濃度測定ユニット５０によって測定される（図５のステップＳ２：濃度測定工程）。詳しくは、測定位置１２ａに達したエッチング液の一部が、測定配管５１を介して測定器５２に供給され、測定器５２が、エッチング液中のシリコン濃度の測定を開始する。
【0073】
そして、コントローラ３は、エッチング液中のシリコン濃度の測定が完了したか否かを監視する（図５のステップＳ３：測定時間監視工程）。そのため、所定の測定時間が経過するまでの間（図５のステップＳ３：ＮＯ）、帰還配管６０を介して上流排出配管１１に戻ったエッチング液は、図６Ｂに示すように、上流排出配管１１、固形シリカユニット４０、下流排出配管１２、および帰還配管６０を循環する（第１循環工程）。
【0074】
所定の測定時間が経過した後（図５のステップＳ３：ＹＥＳ）、コントローラ３は、濃度測定ユニット５０によって測定されたシリコン濃度（測定濃度）が所定の閾値以下であるか否かを判定する（図５のステップＳ４：判定工程）。
測定濃度が閾値以下であるとコントローラ３が判定した場合には（図５のステップＳ４：ＹＥＳ）、帰還バルブ６１が閉じられ、その代わりに、下流排出バルブ１７が開かれる（図５のステップＳ５）。これにより、図６Ｃに示すように、エッチング液の循環が停止され、エッチング液は、下流排出配管１２を介してエッチング液タンク２０に供給される。すなわち、シリコン濃度が充分に低下したエッチング液が回収される（回収工程）。
測定濃度が閾値以下であるとコントローラ３が判定した場合には（図５のステップＳ４：ＹＥＳ）、帰還バルブ６１が閉じられ、その代わりに、下流排出バルブ１７が開かれる（図５のステップＳ５）。これにより、図６Ｃに示すように、エッチング液の循環が停止され、エッチング液は、下流排出配管１２を介してエッチング液タンク２０に供給される。すなわち、シリコン濃度が充分に低下したエッチング液が回収される（回収工程）。
【0075】
測定濃度が閾値を超えているとコントローラ３が判定した場合には（図５のステップＳ４：ＮＯ）、第２上流排出バルブ１５が閉じられ、その代わりに、分岐バルブ７１が開かれる（図５のステップＳ６）。これにより、図６Ｄに示すように、固形シリカユニット４０へのエッチング液の供給が停止され、エッチング液は、帰還配管６０、上流排出配管１１および分岐配管７０内で循環する（第２循環工程）。
【0076】
このように、測定濃度が閾値を超えているとコントローラ３が判定した場合には、帰還工程も実行されている。そのため、判定工程の判定結果によって、回収工程と第２循環工程（帰還工程）とが選択的に実行される。
コントローラ３は、分岐バルブ７１が開かれ第２上流排出バルブ１５が閉じられてから所定の回復時間が経過したか否かを監視する（図５のステップＳ７：回復時間監視工程）。
コントローラ３は、分岐バルブ７１が開かれ第２上流排出バルブ１５が閉じられてから所定の回復時間が経過したか否かを監視する（図５のステップＳ７：回復時間監視工程）。
【0077】
回復時間が経過するまでの間（図５のステップＳ７：ＮＯ）、冷却ユニット１００によって固形シリカユニット４０の複数の固形シリカ４１が冷却される（固形シリカ冷却工程）。具体的には、冷却液供給バルブ１０３および冷却液排出バルブ１０５が開かれる。これにより、固形シリカユニット４０のシリカ収容部４２の内部空間に冷却液が供給される（冷却液供給工程）。シリカ収容部４２の内部空間に供給された冷却液は、シリカ収容部４２を通って、冷却液排出配管１０４から排出される（冷却液排出工程）。複数の固形シリカ４１が冷却液によって冷却されることによって、固形シリカユニット４０の除去能力が回復される。
【0078】
この実施形態とは異なり、回復時間が経過するまでの間に、シリカ収容部４２内の複数の固形シリカ４１を新たな固形シリカ４１に取り換えてもよいし、固形シリカユニット４０の全体を新たな固形シリカユニット４０に取り換えてもよい。
回復時間が経過すると（図５のステップＳ７：ＹＥＳ）、第２上流排出バルブ１５が開かれ、その代わりに、分岐バルブ７１が閉じられる（図５のステップＳ８）。これにより、図６Ｂに示すように、固形シリカユニット４０へのエッチング液の供給が再開され、複数の固形シリカ４１によるエッチング液の冷却が再開される（エッチング液再冷却工程）。
回復時間が経過すると（図５のステップＳ７：ＹＥＳ）、第２上流排出バルブ１５が開かれ、その代わりに、分岐バルブ７１が閉じられる（図５のステップＳ８）。これにより、図６Ｂに示すように、固形シリカユニット４０へのエッチング液の供給が再開され、複数の固形シリカ４１によるエッチング液の冷却が再開される（エッチング液再冷却工程）。
【0079】
固形シリカユニット４０を再度通過したエッチング液は、測定位置１２ａに到達する。その後、ステップＳ２に戻り、再び、濃度測定ユニット５０によって、エッチング液中のシリコン濃度の測定が開始される。エッチング液の再度の冷却によって、測定濃度が所定の閾値以下となった場合には（図５のステップＳ４：ＹＥＳ）、帰還バルブ６１が閉じられ、その代わりに、下流排出バルブ１７が開かれる（図５のステップＳ５）。これにより、図６Ｃに示すように、エッチング液の循環が停止され、エッチング液は、下流排出配管１２を介してエッチング液タンク２０に供給される。すなわち、シリコン濃度が充分に低下したエッチング液が回収される（回収工程）。
【0080】
第１実施形態によれば、固形シリカユニット４０によって、エッチング液中のシリコン濃度を良好に低減できる。
第１実施形態によれば、下流排出バルブ１７は、測定濃度が所定の閾値以下であれば、エッチング液をエッチング液タンク２０に流入させ、測定濃度が閾値を超えていれば、エッチング液タンク２０へのエッチング液の流入を停止させる。そのため、複数の固形シリカ４１の除去能力が充分に高いときには、エッチング液がエッチング液タンク２０に供給される。一方、複数の固形シリカ４１の除去能力が低下して固形シリカユニット４０を通過するエッチング液のシリコン濃度が閾値よりも高くなった場合には、エッチング液タンク２０へのエッチング液の供給は停止される。そのため、シリコン濃度が充分に低下したエッチング液を選択的にエッチング液タンク２０で回収することができる。
第１実施形態によれば、下流排出バルブ１７は、測定濃度が所定の閾値以下であれば、エッチング液をエッチング液タンク２０に流入させ、測定濃度が閾値を超えていれば、エッチング液タンク２０へのエッチング液の流入を停止させる。そのため、複数の固形シリカ４１の除去能力が充分に高いときには、エッチング液がエッチング液タンク２０に供給される。一方、複数の固形シリカ４１の除去能力が低下して固形シリカユニット４０を通過するエッチング液のシリコン濃度が閾値よりも高くなった場合には、エッチング液タンク２０へのエッチング液の供給は停止される。そのため、シリコン濃度が充分に低下したエッチング液を選択的にエッチング液タンク２０で回収することができる。
【0081】
第１実施形態によれば、帰還バルブ６１は、測定濃度が閾値以下であれば、帰還配管６０へのエッチング液の流入を停止させ、測定濃度が閾値を超えていれば、エッチング液を帰還配管６０へ流入させる。さらに、分岐バルブ７１は、測定濃度が閾値を超えていれば、帰還配管６０によって帰還位置１１ａに戻ったエッチング液を、所定の回復時間の間、分岐配管７０へ流入させる。
【0082】
そのため、測定濃度が閾値を超えていれば、帰還配管６０を介して帰還位置１１ａに戻ったエッチング液は、所定の回復時間の間、分岐配管７０に流入する。そのため、固形シリカユニット４０へのエッチング液の流入が停止される。そのため、固形シリカユニット４０へのエッチング液の供給を停止しつつエッチング液を分岐配管７０および帰還配管６０内で循環させることができる。
【0083】
第１実施形態によれば、冷却液供給バルブ１０３は、回復時間の間に、冷却液供給配管１０１に冷却液を流入させる。そのため、固形シリカユニット４０へのエッチング液の流入が停止されている間に、シリカ収容部４２に冷却液を供給することで複数の固形シリカ４１を冷却できる。そのため、シリカ収容部４２の外部から複数の固形シリカ４１を冷却する場合と比較して、比較的内側に位置する固形シリカ４１を速やかに冷却できる。
【0084】
図７は、基板処理装置１の別の動作例を説明するためのフローチャートである。図７に示す動作例が、図５に示す動作例と異なる点は、ステップＳ４において、測定濃度が所定の閾値を超えているとコントローラ３が判定した場合に（図７のステップＳ４：ＹＥＳ）、分岐バルブ７１が開かれるのではなく、第２上流排出バルブ１５が開かれたままで、再度、濃度測定ユニット５０によってエッチング液中のシリコン濃度の測定が開始される（図７のステップＳ１０）。これにより、ステップＳ３の測定時間の間に、図６Ｂに示すように、帰還配管６０を介して上流排出配管１１に戻ったエッチング液が固形シリカユニット４０のシリカ収容部４２を再び通過させて、エッチング液から酸化シリコンをさらに析出させてエッチング液中のシリコン濃度を低減させることができる。
【0085】
ステップＳ１０の後、コントローラ３は、エッチング液中のシリコン濃度の測定が完了したか否かを監視する（図７のステップＳ１１：測定時間監視工程）。そのため、所定の測定時間が経過するまでの間（図７のステップＳ１１：ＮＯ）、帰還配管６０を介して上流排出配管１１に戻ったエッチング液は、図６Ｂに示すように、上流排出配管１１、固形シリカユニット４０、下流排出配管１２、および帰還配管６０の循環を継続する。
【0086】
所定の測定時間が経過した後（図７のステップＳ１１：ＹＥＳ）、コントローラ３は、測定濃度が所定の閾値以下であるか否かを判定する（図７のステップＳ１２：判定工程）。
測定濃度が閾値以下であるとコントローラ３が判定した場合には（図７のステップＳ１２：ＹＥＳ）、帰還バルブ６１が閉じられ、その代わりに、下流排出バルブ１７が開かれる（図７のステップＳ５）。測定濃度が閾値を超えているとコントローラ３が判定した場合には（図７のステップＳ１２：ＮＯ）、図５に示す動作例と同様に、ステップＳ６～ステップＳ８が実行された後、ステップＳ２に戻る。
測定濃度が閾値以下であるとコントローラ３が判定した場合には（図７のステップＳ１２：ＹＥＳ）、帰還バルブ６１が閉じられ、その代わりに、下流排出バルブ１７が開かれる（図７のステップＳ５）。測定濃度が閾値を超えているとコントローラ３が判定した場合には（図７のステップＳ１２：ＮＯ）、図５に示す動作例と同様に、ステップＳ６～ステップＳ８が実行された後、ステップＳ２に戻る。
【0087】
以下では、第１実施形態に係る基板処理装置１の変形例（第１変形例および第２変形例）について説明する。
図８は、基板処理装置１の第１変形例について説明するための模式図である。図８に示すように、供給配管３０の下流端が、浸漬処理槽４の内槽５の下端部に接続されていてもよい。
図８は、基板処理装置１の第１変形例について説明するための模式図である。図８に示すように、供給配管３０の下流端が、浸漬処理槽４の内槽５の下端部に接続されていてもよい。
【0088】
図９は、基板処理装置１の第２変形例について説明するための模式図である。図９に示すように、複数の固形シリカ４１にフッ酸（フッ化水素酸）等の溶解液を供給して、析出により複数の固形シリカ４１の表面に付着した酸化シリコンを、溶解させて除去する溶解液供給ユニット１５０が備えられていてもよい。溶解液供給ユニット１５０は、たとえば、シリカ収容部４２に溶解液を供給する溶解液供給配管１５１と、溶解液供給配管１５１に介装された溶解液供給バルブ１５２とを含む。溶解液供給配管１５１の下流端は、冷却液供給配管１０１に分岐接続されていてもよい。溶解液供給配管１５１は、溶解液供給流路を構成しており、溶解液供給バルブ１５２は、溶解液供給流路を開閉する溶解液供給流路開閉ユニットの一例である。
【0089】
冷却液排出配管１０４は、シリカ収容部４２から溶解液を排出する溶解液排出配管としても機能する。溶解液供給ユニット１５０は、溶解液を溶解液供給配管１５１に送り出すポンプ（図示せず）を含んでいてもよい。
たとえば、溶解液で酸化シリコンを複数の固形シリカ４１の表面から除去した後、冷却液でシリカ収容部４２から溶解液を置換しつつ、冷却液で複数の固形シリカ４１を冷却してもよい。
たとえば、溶解液で酸化シリコンを複数の固形シリカ４１の表面から除去した後、冷却液でシリカ収容部４２から溶解液を置換しつつ、冷却液で複数の固形シリカ４１を冷却してもよい。
【0090】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る基板処理装置１Ｐの構成および動作について説明する。図１０は、基板処理装置１Ｐについて説明するための模式図である。図１０において、前述の図１～図９に示された構成と同等の構成については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
次に、第２実施形態に係る基板処理装置１Ｐの構成および動作について説明する。図１０は、基板処理装置１Ｐについて説明するための模式図である。図１０において、前述の図１～図９に示された構成と同等の構成については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【0091】
第２実施形態に係る基板処理装置１Ｐが第１実施形態に係る基板処理装置１と主に異なる点は、分岐配管７０の代わりに、下流排出配管１２内のエッチング液を循環させる循環配管１２０が備えられている点である。循環配管１２０は、下流排出配管１２の測定位置１２ａと、下流排出配管１２において固形シリカユニット４０よりも下流側でかつ測定位置１２ａおよび下流排出ポンプ１６よりも上流側の上流位置１２ｃとに接続されている。循環配管１２０には、循環バルブ１２１が介装されている。循環配管１２０は、循環流路を構成しており、循環バルブ１２１は、循環流路を開閉する循環流路開閉ユニットの一例である。
【0092】
基板処理装置１Ｐを用いれば、エッチング液を循環配管１２０へ流入させたり、エッチング液の循環配管１２０への流入を停止して帰還配管６０に流入させたりすることができる。そのため、たとえば、以下のような動作を実行できる。測定濃度が所定の閾値以下であれば、帰還配管６０および循環配管１２０へのエッチング液の流入が停止されるように循環流路を閉じられる。さらに、測定濃度が閾値を超えていれば、所定の回復時間の間エッチング液が循環配管１２０に流入した後、循環配管１２０内のエッチング液が帰還配管６０に流入するように、循環流路が開かれる。このように循環流路を開閉することによって、固形シリカユニット４０へのエッチング液の供給を停止しつつエッチング液を循環配管１２０内で循環させることができる。
【0093】
したがって、たとえば、シリカ収容部４２内の複数の固形シリカ４１を冷却したり、シリカ収容部４２内の複数の固形シリカ４１を、充分に冷却された固形シリカ４１に交換したりすることができる。回復時間が経過した後は、循環配管１２０内のエッチング液が帰還配管６０に流入される。そのため、回復時間が経過した後には、除去能力が回復した固形シリカユニット４０に流入させることができる。これにより、エッチング液から酸化シリコンを除去することができる。
【0094】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態に係る基板処理装置１Ｑの構成および動作について説明する。図１１は、基板処理装置１Ｑについて説明するための模式図である。図１１では、基板処理装置１Ｑにおいて固形シリカユニット４０およびその周辺のみを図示している。図１１において、前述の図１～図１０に示された構成と同等の構成については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
次に、第３実施形態に係る基板処理装置１Ｑの構成および動作について説明する。図１１は、基板処理装置１Ｑについて説明するための模式図である。図１１では、基板処理装置１Ｑにおいて固形シリカユニット４０およびその周辺のみを図示している。図１１において、前述の図１～図１０に示された構成と同等の構成については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【0095】
基板処理装置１Ｑが第１実施形態に係る基板処理装置１と主に異なる点は、２つの固形シリカユニット４０が排出配管１０において、直列配置されている点である。
２つの固形シリカユニット４０は、同様の構成を有している。各固形シリカユニット４０には、冷却ユニット１００が設けられている。図示しないが、各固形シリカユニット４０には、不活性ガス供給ユニット１１０（図１を参照）が設けられていてもよい。
２つの固形シリカユニット４０は、同様の構成を有している。各固形シリカユニット４０には、冷却ユニット１００が設けられている。図示しないが、各固形シリカユニット４０には、不活性ガス供給ユニット１１０（図１を参照）が設けられていてもよい。
【0096】
排出配管１０は、複数の固形シリカユニット４０よりも上流側の上流排出配管１１と、複数の固形シリカユニット４０よりも下流側の下流排出配管１２と、固形シリカユニット４０同士を接続する中間排出配管１８とを含む。上流排出配管１１の下流端に接続されているシリカ収容部４２を有する固形シリカユニット４０を第１固形シリカユニット４０Ａとし、下流排出配管１２の上流端に接続されているシリカ収容部４２を有する固形シリカユニット４０を第２固形シリカユニット４０Ｂとする。
【0097】
中間排出配管１８の上流端は、第１固形シリカユニット４０Ａのシリカ収容部４２に接続されており、中間排出配管１８の下流端は、第２固形シリカユニット４０Ｂのシリカ収容部４２に接続されている。
２つの固形シリカユニット４０が直列配置されていれば、固形シリカユニット４０一つ当たりの酸化シリコンの除去量を低減できる。したがって、単一の固形シリカユニット４０が排出配管１０に設けられている構成と比較して、固形シリカユニット４０の除去能力を回復させる時期を遅らせることができる。
２つの固形シリカユニット４０が直列配置されていれば、固形シリカユニット４０一つ当たりの酸化シリコンの除去量を低減できる。したがって、単一の固形シリカユニット４０が排出配管１０に設けられている構成と比較して、固形シリカユニット４０の除去能力を回復させる時期を遅らせることができる。
【0098】
第３実施形態とは異なり、３つ以上の固形シリカユニット４０が直列配置されていてもよい。
＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態に係る基板処理装置１Ｑの構成および動作について説明する。図１２は、基板処理装置１Ｒについて説明するための模式図である。図１２では、基板処理装置１Ｒにおいて固形シリカユニット４０およびその周辺のみを図示している。図１２において、前述の図１～図１１に示された構成と同等の構成については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態に係る基板処理装置１Ｑの構成および動作について説明する。図１２は、基板処理装置１Ｒについて説明するための模式図である。図１２では、基板処理装置１Ｒにおいて固形シリカユニット４０およびその周辺のみを図示している。図１２において、前述の図１～図１１に示された構成と同等の構成については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【0099】
基板処理装置１Ｒが第１実施形態に係る基板処理装置１と主に異なる点は、２つの固形シリカユニット４０が排出配管１０において、並列配置されている点である。
２つの固形シリカユニット４０は、同様の構成を有している。各固形シリカユニット４０には、冷却ユニット１００が設けられている。図示しないが、各固形シリカユニット４０には、不活性ガス供給ユニット１１０（図１を参照）が設けられていてもよい。
２つの固形シリカユニット４０は、同様の構成を有している。各固形シリカユニット４０には、冷却ユニット１００が設けられている。図示しないが、各固形シリカユニット４０には、不活性ガス供給ユニット１１０（図１を参照）が設けられていてもよい。
【0100】
排出配管１０は、一方の固形シリカユニット４０（第１固形シリカユニット４０Ａ）よりも上流側の上流排出配管１１と、第１固形シリカユニット４０Ａよりも下流側の下流排出配管１２と、上流排出配管１１および下流排出配管１２に分岐接続され、他方の固形シリカユニット４０（第２固形シリカユニット４０Ｂ）が設けられた分岐排出配管１９とを含む。基板処理装置１Ｒは、分岐排出配管１９において第２固形シリカユニット４０Ｂよりも上流側に介装された分岐排出バルブ１９ｖをさらに備えている。分岐排出配管１９は、分岐排出流路を構成しており、分岐排出バルブ１９ｖは、分岐排出流路を開閉する分岐排出流路開閉ユニットの一例である。
【0101】
上流排出配管１１において分岐排出配管１９が分岐接続される上流分岐接続位置１９ａは、分岐配管７０の上流分岐位置１１ｂよりも下流側に位置している。下流排出配管１２において分岐排出配管１９が分岐接続される下流分岐接続位置１９ｂは、分岐配管７０の下流分岐位置１２ｂよりも上流側に位置している。
２つの固形シリカユニット４０が並列配置されていれば、２つの固形シリカユニット４０のうち少なくとも１つの固形シリカユニット４０が充分な除去能力を有していれば、エッチング液からの酸化シリコンの除去を継続できる。図１２に示す例では、第１固形シリカユニット４０Ａが使用可能な状態である。したがって、第１固形シリカユニット４０Ａを用いてエッチング液からの酸化シリコンの除去を継続しながら、第２固形シリカユニット４０Ｂの除去能力を回復させることができる。図１２では、複数の固形シリカ４１を冷却ユニット１００によって冷却することで、第２固形シリカユニット４０Ｂの除去能力を回復させている状態が示されている。
２つの固形シリカユニット４０が並列配置されていれば、２つの固形シリカユニット４０のうち少なくとも１つの固形シリカユニット４０が充分な除去能力を有していれば、エッチング液からの酸化シリコンの除去を継続できる。図１２に示す例では、第１固形シリカユニット４０Ａが使用可能な状態である。したがって、第１固形シリカユニット４０Ａを用いてエッチング液からの酸化シリコンの除去を継続しながら、第２固形シリカユニット４０Ｂの除去能力を回復させることができる。図１２では、複数の固形シリカ４１を冷却ユニット１００によって冷却することで、第２固形シリカユニット４０Ｂの除去能力を回復させている状態が示されている。
【0102】
第４実施形態とは異なり、３つ以上の固形シリカユニット４０が並列配置されていてもよい。また、第３実施形態と第４実施形態とを組み合わせてもよい。具体的には、複数の固形シリカユニット４０が直接配置されて構成される固形シリカユニット群が、複数設けられており、複数の固形シリカユニット群が並列配置されていてもよい。
＜その他の実施形態＞
この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、さらに他の形態で実施することができる。
＜その他の実施形態＞
この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、さらに他の形態で実施することができる。
【0103】
たとえば、図１３に示すように、固形シリカユニット４０のシリカ収容部４２が、内部に複数の固形シリカ４１を収容しエッチング液を貯留する液貯留部４４であってもよい。固形シリカユニット４０は、複数の固形シリカ４１を収容し、エッチング液を通過させる収容フィルタ４５をさらに含んでいてもよい。収容フィルタ４５は、固形シリカ４１が通過できない程度の大きさ（たとえば、直径１ｍｍ以下の大きさ）の複数の孔が形成されていることが好ましい。
【0104】
図１３に示すようにシリカ収容部４２が液貯留部４４であれば、エッチング処理部２から上流排出配管１１に排出されるエッチング液を液貯留部４４に貯留しつつ、複数の固形シリカ４１によってエッチング液から酸化シリコンを析出させることができる。
また、図１４に示すように、エッチング処理部２が、エッチング液を基板Ｗに対して吐出して基板Ｗを１枚ずつエッチングする枚葉処理部であってもよい。この場合、エッチング処理部２は、基板Ｗを水平に保持しながら基板Ｗの中央部を通る鉛直軸線Ａ２まわりに基板Ｗを回転させるスピンチャック１３０と、スピンチャック１３０に保持されている状態の基板Ｗの上面に向けてエッチング液を吐出するエッチング液ノズル１３１と、基板Ｗから飛散するエッチング液を受け止める処理カップ１３２とを含む。図示しないが、エッチング処理部２には、基板Ｗの上面からエッチング液を洗い流すリンス液を、基板Ｗの上面に向けて吐出するリンス液ノズルが設けられていてもよい。
また、図１４に示すように、エッチング処理部２が、エッチング液を基板Ｗに対して吐出して基板Ｗを１枚ずつエッチングする枚葉処理部であってもよい。この場合、エッチング処理部２は、基板Ｗを水平に保持しながら基板Ｗの中央部を通る鉛直軸線Ａ２まわりに基板Ｗを回転させるスピンチャック１３０と、スピンチャック１３０に保持されている状態の基板Ｗの上面に向けてエッチング液を吐出するエッチング液ノズル１３１と、基板Ｗから飛散するエッチング液を受け止める処理カップ１３２とを含む。図示しないが、エッチング処理部２には、基板Ｗの上面からエッチング液を洗い流すリンス液を、基板Ｗの上面に向けて吐出するリンス液ノズルが設けられていてもよい。
【0105】
エッチング液ノズル１３１には、供給配管３０の下流端が接続されており、処理カップ１３２の下端部には、排出配管１０の上流排出配管１１の上流端が接続されている。
以下の点を除いて、エッチング処理部２が枚葉処理部であっても、エッチング処理部２が浸漬処理部である場合と同様の効果を奏する。
エッチング処理部２が枚葉処理部である場合と、エッチング処理部２が浸漬処理部である場合とでは、基板Ｗの表面付近におけるエッチング液の置換効率が異なる。図１５は、エッチング処理中の基板Ｗの表面付近の様子を説明するための模式図である。
以下の点を除いて、エッチング処理部２が枚葉処理部であっても、エッチング処理部２が浸漬処理部である場合と同様の効果を奏する。
エッチング処理部２が枚葉処理部である場合と、エッチング処理部２が浸漬処理部である場合とでは、基板Ｗの表面付近におけるエッチング液の置換効率が異なる。図１５は、エッチング処理中の基板Ｗの表面付近の様子を説明するための模式図である。
【0106】
エッチング処理部２が枚葉処理部である場合、基板Ｗの上面（上側の主面）に供給されたエッチング液の流速は比較的速い。そのため、基板Ｗの上面に形成された凹凸パターン２００の凹部２０１内のエッチング液が、基板Ｗの上面に新たに供給された新たなエッチング液によって比較的置換されやすい。凹部２０１は、構造物２０２同士の間の隙間であってもよし、構造物２０２に形成された穴であってもよい。
【0107】
凹凸パターン２００は、たとえば、酸化シリコン層２０３および窒化シリコン層２０４によって形成されている。具体的には、酸化シリコン層２０３に形成された複数のトレンチ２０５内に窒化シリコン層２０４が形成されている。エッチング処理は、このトレンチ２０５内の窒化シリコン層２０４をエッチングするために実行されることがある。枚葉処理部を用いて基板Ｗに対してエッチング処理を実行すれば、トレンチ２０５内のエッチング液を新たなエッチング液で速やかに置換することで、窒化シリコン層２０４を速やかにエッチングすることができる。
【0108】
一方、エッチング処理部２が浸漬処理部である場合、基板Ｗの周囲のエッチング液の流速が比較的遅い。そのため、基板Ｗの上面に形成された凹凸パターン２００の凹部２０１内のエッチング液が、凹部２０１外のエッチング液と交換されにくい。したがって、枚葉処理部と比較して、窒化シリコン層２０４のエッチングに多くの時間（たとえば、３時間）を要する。そのため、エッチング液の消費量も枚葉処理部と比較して多い。
【0109】
そのため、エッチング処理部２が浸漬処理部である場合には、上述の実施形態のように、エッチング液から効率よく酸化シリコンを除去して、エッチング液を再利用することで、エッチング液の消費量を大幅に削減することができる。
上述の実施形態とは異なり、濃度測定ユニット５０が設けられていない構成であってもよい。その場合、固形シリカユニット４０の除去能力の劣化度合は、固形シリカユニット４０の稼働時間に基づいて判断してもよい。具体的には、冷却ユニット１００による前回の冷却後、経過した時間に基づいて、固形シリカユニット４０の除去能力の劣化度合を判断してもよい。複数の固形シリカ４１が一度も冷却ユニット１００によって冷却されていない場合には、複数の固形シリカ４１の使用開始から経過した時間に基づいて固形シリカユニット４０の除去能力の劣化度合を判断してもよい。
上述の実施形態とは異なり、濃度測定ユニット５０が設けられていない構成であってもよい。その場合、固形シリカユニット４０の除去能力の劣化度合は、固形シリカユニット４０の稼働時間に基づいて判断してもよい。具体的には、冷却ユニット１００による前回の冷却後、経過した時間に基づいて、固形シリカユニット４０の除去能力の劣化度合を判断してもよい。複数の固形シリカ４１が一度も冷却ユニット１００によって冷却されていない場合には、複数の固形シリカ４１の使用開始から経過した時間に基づいて固形シリカユニット４０の除去能力の劣化度合を判断してもよい。
【0110】
また、濃度測定ユニット５０による測定時間が極めて短く、測定位置１２ａに達したエッチング液中の測定濃度が閾値以下であるか否かをコントローラ３が即座に判定できる場合には、測定時間が経過するまでの間、エッチング液を、帰還配管６０に流入させる必要がない。この場合、測定位置１２ａに達したエッチング液中の測定濃度が閾値以下である場合には、そのエッチング液は、帰還配管６０に流入することなくエッチング液タンク２０に送られる。
【0111】
また、濃度測定ユニット５０は、たとえば、ＩＣＰ発光分光分析装置（ＩＣＰ-ＡＥＳ：Inductively coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy）であってもよい。濃度測定ユニット５０が、たとえば、ＩＣＰ発光分光分析装置である場合、ＩＣＰ発光分光分析装置が排出配管１０に設けられておらず、基板処理装置１とは別に設けられていることが一般的である。この場合、排出配管１０内のエッチング液をサンプリングして、基板処理装置１とは別に設けられたＩＣＰ発光分光分析装置を用いてエッチング液中のシリコン濃度を測定する。しかしながら、ＩＣＰ発光分光分析装置が排出配管１０に設けられた構成であってもよい。
【0112】
また、帰還配管６０の上流端および循環配管１２０の上流端は、測定位置１２ａに接続されている必要はなく、下流排出配管１２において、測定位置１２ａよりも下流側で、かつ、下流排出バルブ１７よりも上流側の位置に接続されていてもよい。
図８および図９に示す各変形例は、第２実施形態～第４実施形態にも適用することができる。
図８および図９に示す各変形例は、第２実施形態～第４実施形態にも適用することができる。
【0113】
その他、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変更を行うことができる。
【符号の説明】
【0114】
１ ：基板処理装置
１ ：基板処理装置
１Ｐ ：基板処理装置
１Ｑ ：基板処理装置
１Ｒ ：基板処理装置
２ ：エッチング処理部
１０ ：排出配管（排出流路）
１１ ：上流排出配管（上流排出流路）
１２ ：下流排出配管（下流排出流路）
１２ａ ：測定位置
１７ ：下流排出バルブ（下流排出流路開閉ユニット）
２０ ：エッチング液タンク
３０ ：供給配管（供給流路）
４０ ：固形シリカユニット
４０Ａ ：第１固形シリカユニット
４０Ｂ ：第２固形シリカユニット
４１ ：固形シリカ
４１ａ ：角部
４２ ：シリカ収容部
４３ ：筒状空間
４４ ：液貯留部
５０ ：濃度測定ユニット
６０ ：帰還配管（帰還流路）
６１ ：帰還バルブ（帰還流路開閉バルブ）
７０ ：分岐配管（分岐流路）
７１ ：分岐バルブ（分岐流路開閉バルブ）
１００ ：冷却ユニット
１０１ ：冷却液供給配管（冷却液供給流路）
１０４ ：冷却液排出配管（冷却液排出流路）
１２０ ：循環配管（循環流路）
１２１ ：循環バルブ（循環流路開閉ユニット）
ＥＬ ：エッチング液
Ｗ ：基板
Ｘ ：軸方向
１ ：基板処理装置
１Ｐ ：基板処理装置
１Ｑ ：基板処理装置
１Ｒ ：基板処理装置
２ ：エッチング処理部
１０ ：排出配管（排出流路）
１１ ：上流排出配管（上流排出流路）
１２ ：下流排出配管（下流排出流路）
１２ａ ：測定位置
１７ ：下流排出バルブ（下流排出流路開閉ユニット）
２０ ：エッチング液タンク
３０ ：供給配管（供給流路）
４０ ：固形シリカユニット
４０Ａ ：第１固形シリカユニット
４０Ｂ ：第２固形シリカユニット
４１ ：固形シリカ
４１ａ ：角部
４２ ：シリカ収容部
４３ ：筒状空間
４４ ：液貯留部
５０ ：濃度測定ユニット
６０ ：帰還配管（帰還流路）
６１ ：帰還バルブ（帰還流路開閉バルブ）
７０ ：分岐配管（分岐流路）
７１ ：分岐バルブ（分岐流路開閉バルブ）
１００ ：冷却ユニット
１０１ ：冷却液供給配管（冷却液供給流路）
１０４ ：冷却液排出配管（冷却液排出流路）
１２０ ：循環配管（循環流路）
１２１ ：循環バルブ（循環流路開閉ユニット）
ＥＬ ：エッチング液
Ｗ ：基板
Ｘ ：軸方向
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】