特許 7638765 基板液処理装置および基板液処理方法

(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】2025-02-21

(45)【発行日】2025-03-04

(54)【発明の名称】基板液処理装置および基板液処理方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/306 20060101AFI20250225BHJP

   H01L 21/677 20060101ALI20250225BHJP

【ＦＩ】

H01L21/306 K

H01L21/68 A

【請求項の数】 19

(21)【出願番号】P 2021063130

(22)【出願日】2021-04-01

(65)【公開番号】P2022158331

(43)【公開日】2022-10-17

【審査請求日】2024-01-09

(73)【特許権者】

【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】100091487

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 行孝

(74)【代理人】

【識別番号】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100106655

【弁理士】

【氏名又は名称】森 秀行

(72)【発明者】

【氏名】丸本 洋

【審査官】小▲高▼ 孔頌

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－０３２８３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－１５２４２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０６７９９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０６６３６６２６（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】韓国公開特許第１０－２００９－００１２０７９（ＫＲ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２００７－００５４２７１（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板液処理装置であって、
基板搬出入用の上部開口を有し、処理液を貯留する処理槽と、
複数の基板を、鉛直姿勢で、水平方向に予め定められた間隔を空けて並べて支持する基板支持部材と、
前記基板支持部材を、前記上部開口を通して、前記処理槽内の処理位置と、前記処理槽の上方の退避位置との間で昇降させる昇降機構と、
前記処理槽に貯留された処理液内で前記処理位置にある前記基板支持部材により支持された前記複数の基板を撮像しうる位置に設けられた撮像部と、
前記処理槽に貯留された処理液内で前記処理位置にある前記基板支持部材により支持された前記複数の基板を前記撮像部により撮像することにより得られた画像データに基づいて、前記処理槽に貯留された処理液内で前記基板支持部材により支持されている前記複数の基板の実際位置と前記基板の存在すべき基準位置との偏差が許容範囲にあるか否かを判定する基板位置判定を行う基板位置判定部と、
前記基板液処理装置の動作を制御する制御部と、
を備えた基板液処理装置。

【請求項2】

前記基板支持部材は、前記各基板が上方向に変位可能なように、前記各基板の下半部の周縁部を下方から支持するように構成されており、
前記基板液処理装置は、
前記上部開口の少なくとも一部を閉鎖することができる第１蓋体と、
前記第１蓋体を開閉させる第１蓋体開閉機構と、
前記第１蓋体に設けられた基板押さえ部材であって、前記複数の基板を支持した基板支持部材を前記処理位置に位置させ、かつ、前記第１蓋体を閉鎖位置に位置させたときに、前記基板支持部材により支持されている前記各基板の上半部の周縁部と係合して、前記各基板の上方向の変位を防止するとともに前記水平方向の変位も防止する、前記基板押さえ部材と、
をさらに備えた、請求項１に記載の基板液処理装置。

【請求項3】

前記制御部は、
前記複数の基板を支持した基板支持部材を前記処理槽に貯留された処理液に沈めた後であって前記第１蓋体を閉じる前の第１のタイミング、および、
前記複数の基板を支持した基板支持部材を前記処理槽に貯留された処理液に沈めた後であって前記第１蓋体を閉じた後の第２のタイミング、
のうちの少なくとも一方のタイミングで撮像された基板の画像データに基づいて前記基板位置判定部に前記基板位置判定を行わせる、請求項２に記載の基板液処理装置。

【請求項4】

前記基板位置判定部は前記第１のタイミングで撮像された基板の画像データに基づいて前記基板位置判定を行い、前記偏差が前記許容範囲内にあると前記基板位置判定部が判定した場合に、前記制御部は前記第１蓋体開閉機構により前記第１蓋体を閉鎖位置に移動させる、請求項３に記載の基板液処理装置。

【請求項5】

前記基板位置判定部は前記第２のタイミングで撮像された基板の画像データに基づいて前記基板位置判定を行い、前記偏差が前記許容範囲内にないと前記基板位置判定部が判定した場合に、前記制御部は、前記第１蓋体を開いてその後再び前記第１蓋体を閉鎖位置に移動させる開閉操作を前記第１蓋体開閉機構に実行させる、請求項３または４に記載の基板液処理装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記基板位置判定の結果に応じて、前記第１蓋体開閉機構に、前記開閉操作を、前記第１蓋体を最後に閉鎖位置に移動させた後における前記偏差が前記許容範囲内に収まるようになるまで予め定められた回数を上限として繰り返し実行させる、請求項５に記載の基板液処理装置。

【請求項7】

前記制御部は、前記第１蓋体が開かれてその後再び前記第１蓋体が閉鎖位置に移動させられるまでの間に、前記昇降機構により前記基板支持部材を昇降させて前記基板支持部材により支持された前記基板を揺する、請求項５または６に記載の基板液処理装置。

【請求項8】

前記処理位置にある前記基板支持部材の下方において前記処理槽内に設けられ、バブリング用のガスを吐出するガスノズルと、
前記ガスノズルにガスを供給するガス供給機構と、
をさらに備え、
前記制御部は、前記ガス供給機構を制御して、前記第１蓋体が開かれてその後再び前記第１蓋体が閉鎖位置に移動させられるまでの間に、前記ガスノズルからのバブリング用のガスの吐出を停止させる、請求項５または６に記載の基板液処理装置。

【請求項9】

前記上部開口は、第１の領域および第２の領域からなり、前記第１蓋体は前記第１の領域を閉鎖することができるように設けられ、
前記基板液処理装置は、
前記第２の領域を閉鎖することができるように設けられた第２蓋体と、
前記第２蓋体を開閉させる第２蓋体開閉機構と、
をさらに備え、
前記制御部は、前記第２のタイミングで基板の撮像を行うときに、前記第２蓋体開閉機構により前記第２蓋体を開いた状態とし、前記上部開口の前記第２の領域を介して前記基板の撮像が行われるようにする、請求項５に記載の基板液処理装置。

【請求項10】

前記処理位置にある前記基板支持部材の下方において前記処理槽内に設けられ、バブリング用のガスを吐出するガスノズルと、
前記ガスノズルにガスを供給するガス供給機構と、
をさらに備え、
前記制御部は、前記ガス供給機構を制御して、前記基板支持部材により支持された前記複数の基板が前記処理槽に貯留された処理液中に沈められた後、前記第１蓋体が閉鎖位置に移動させられるまでは前記ガスノズルからのバブリング用のガスの吐出を停止させ、前記第１蓋体が閉鎖位置に移動した後に前記ガスノズルからバブリング用のガスを吐出させる、請求項２に記載の基板液処理装置。

【請求項11】

前記基板位置判定部は、前記基板位置判定において、前記基板支持部材により支持されている前記複数の基板のうちの少なくとも隣接する２つの基板の間の距離が予め定められた閾値よりも小さいときに、前記偏差が許容範囲にないと判定する、偏差が許容範囲にないと判定する、請求項２に記載の基板液処理装置。

【請求項12】

前記基板位置判定部は、前記基板位置判定において、前記基板支持部材により支持されている各基板における前記基準位置と前記実際位置との偏差を個別に求め、各基板に対して個別に前記偏差が許容範囲にあるか否かを判定する、請求項２に記載の基板液処理装置。

【請求項13】

前記撮像部は、前記処理位置にある前記基板支持部材により保持された前記複数の基板の実質的にAPEXのみが画像上に現れるような方向から前記複数の基板を撮影するような位置に設けられている、請求項１から１２のうちのいずれか一項に記載の基板液処理装置。

【請求項14】

前記撮像部が前記基板を撮像するために必要な照明光を照射する照明ユニットをさらに備え、前記照明ユニットは前記APEXが最も明るく写るように前記照明光を照射し得る位置に配置されている、請求項１３に記載の基板液処理装置。

【請求項15】

前記基板位置判定部は、前記撮像部により取得された画像中において輝度のピークを呈する位置に各基板のAPEXが存在すると見なし、各ピークの位置を各基板の前記実際位置と見なして前記基板位置判定を行うように構成されている、請求項１３または１４に記載の基板液処理装置。

【請求項16】

前記撮像部は、１つ以上のカメラを含み、前記１つ以上のカメラは、前記処理槽の上方の位置、前記処理槽の側方の位置および前記処理槽の下方の位置の１つ以上の位置に設けられている、請求項１から１５うちのいずれか一項に記載の基板液処理装置。

【請求項17】

前記撮像部は、前記基板支持部材により支持された前記複数の基板の配列方向に沿って配置された撮像素子を有するリニアイメージセンサを含む、請求項１から１５のうちのいずれか一項に記載の基板液処理装置。

【請求項18】

前記基板位置判定部により、隣接する２つの基板が接触したと判断された場合には、前記制御部は、当該２つの基板の各々を、他の基板と接触歴のある基板として記憶する、請求項１から１７のうちのいずれか一項に記載の基板液処理装置。

【請求項19】

基板搬出入用の上部開口を有し、処理液を貯留する処理槽と、複数の基板を、鉛直姿勢で、水平方向に予め定められた間隔を空けて並べて支持する基板支持部材と、前記基板支持部材を、前記上部開口を通して、前記処理槽内の処理位置と、前記処理槽の上方の退避位置との間で昇降させる昇降機構と、を備えた基板液処理装置を用いて行われる基板液処理方法において、
撮像部により、前記処理槽に貯留された処理液内で前記基板支持部材により支持された前記複数の基板を撮像することと、
前記撮像部が撮像した画像データに基づいて、前記基板支持部材により支持されている前記複数の基板の実際位置と前記基板の存在すべき基準位置との偏差が許容範囲にあるか否かを判定する基板位置判定を、基板位置判定部により行うことと、
前記基板位置判定の結果に応じて、制御部により、前記基板液処理装置の動作を制御することと、
を備えた基板液処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、基板液処理装置および基板液処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体装置の製造工程には、処理槽に貯留したリン酸水溶液中に半導体ウエハ等の基板を浸漬し、基板の表面に形成したシリコン窒化膜をウエットエッチングするシリコン窒化膜エッチング工程が含まれる。基板は、鉛直姿勢で水平方向に等間隔で並べられた状態で基板支持部材により支持された状態でリン酸水溶液中に浸漬される。

【0003】

基板の処理中には、処理槽内に底部から液面に向かう処理液の流れが形成され、また、処理の均一性を向上させるため窒素ガスバブリングが行われる。このため、基板は基板ホルダから浮き上がる方向の力を受ける。特許文献１の基板液処理装置では、基板が処理液から受ける力により基板が基板支持部材から脱落することあるいは位置ずれすることを防止するために、基板の上方への変位を防止する基板押さえ部材を処理槽の蓋に設けている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１９－０６７９９５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、処理槽に貯留された処理液に浸漬された状態で基板が基板支持部材に適切に保持されていることを確認する技術を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一実施形態によれば、基板液処理装置であって、基板搬出入用の上部開口を有し、処理液を貯留する処理槽と、複数の基板を、鉛直姿勢で、水平方向に予め定められた間隔を空けて並べて支持する基板支持部材と、前記基板支持部材を、前記上部開口を通して、前記処理槽内の処理位置と、前記処理槽の上方の退避位置との間で昇降させる昇降機構と、前記処理槽に貯留された処理液内で前記基板支持部材により支持された前記複数の基板を撮像しうる位置に設けられた撮像部と、前記撮像部が撮像した画像データに基づいて、前記基板支持部材により支持されている前記複数の基板の実際位置と前記基板の存在すべき基準位置との偏差が許容範囲にあるか否かを判定する基板位置判定を行う基板位置判定部と、前記基板液処理装置の動作を制御する制御部と、を備えた基板液処理装置が提供される。

【発明の効果】

【0007】

上記実施形態によれば、処理槽に貯留された処理液に浸漬された状態で基板が基板保持部材に適切に保持されていることを確認することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】基板液処理システムの全体構成を示す概略平面図である。

【図2】基板液処理システムに組み込まれたエッチング装置の構成を示す系統図である。

【図3】エッチング装置の処理槽の概略横断方向縦断面図である。

【図4】処理槽の概略長手方向縦断面図である。

【図5】処理槽の概略平面図である。

【図6】閉鎖位置にある蓋体及びその周辺の部材のみを取り出して詳細に示した処理槽の横断方向縦断面図である。

【図7】蓋体の斜視図である。

【図8】図６に示した閉鎖位置から開放位置に移動した蓋体を示した横断方向縦断面図である。

【図9】処理槽の上方に配置されたカメラおよび照明を示す概略図である。

【図10】基板支持部材と基板押さえとの間に基板が適切に配置されている状態を示す概略図である。

【図11】カメラにより撮像された画像を示す概略図である。

【図12】グレイ値の分布を示すグラフである。

【図13】基板支持部材と基板押さえとの間に基板が不適切に配置されている状態（ブリッジが生じている状態）を示す概略図である。

【図14】ブリッジが生じているときのグレイ値の分布を示す概略図である。

【図15】処理槽に基板を沈めた直後の基板の揺れ動きについて説明するグラフである。

【図16】カメラおよび照明の他の配置を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず本発明の一実施形態に係る基板液処理装置１が組込まれた基板液処理システム１Ａ全体について述べる。

【0010】

図１に示すように、基板液処理システム１Ａ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７とを有する。

【0011】

このうちキャリア搬入出部２は、複数枚（たとえば、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の搬入及び搬出を行う。

【0012】

このキャリア搬入出部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。ここで、キャリアストック１２は、製品となる基板８をロット処理部６で処理する前に一時的に保管する。また、キャリアストック１３は、製品となる基板８をロット処理部６で処理した後に一時的に保管する。

【0013】

そして、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。また、キャリア搬入出部２は、キャリア載置台１４に載置されたキャリア９を、キャリア搬送機構１１を用いてキャリアストック１３やキャリアステージ１０に搬送する。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。

【0014】

ロット形成部３は、１又は複数のキャリア９に収容された基板８を組合せて同時に処理される複数枚（たとえば、５０枚）の基板８からなるロットを形成する。なお、ロットを形成するときは、隣接する各２枚の基板８のパターンが形成されている表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、パターンが形成されている基板８の表面がすべて同じ方向を向くようにロットを形成してもよい。

【0015】

このロット形成部３には、複数枚の基板８を搬送する基板搬送機構１５が設けられている。なお、基板搬送機構１５は、基板８の搬送途中で基板８の姿勢を水平姿勢から垂直姿勢及び垂直姿勢から水平姿勢に変更させることができる。

【0016】

そして、ロット形成部３は、キャリア載置台１４に載置されたキャリア９から基板搬送機構１５を用いて基板８をロット載置部４に搬送し、ロットを形成する基板８をロット載置部４に載置する。また、ロット形成部３は、ロット載置部４に載置されたロットを基板搬送機構１５でキャリア載置台１４に載置されたキャリア９へ搬送する。なお、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（ロット搬送部５で搬送される前）の基板８を支持する処理前基板支持部と、処理後（ロット搬送部５で搬送された後）の基板８を支持する処理後基板支持部の２種類を有している。これにより、処理前の基板８等に付着したパーティクル等が処理後の基板８等に転着するのを防止する。

【0017】

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。

【0018】

このロット載置部４には、処理前（ロット搬送部５で搬送される前）のロットを載置する搬入側ロット載置台１７と、処理後（ロット搬送部５で搬送された後）のロットを載置する搬出側ロット載置台１８とが設けられている。搬入側ロット載置台１７及び搬出側ロット載置台１８には、１ロット分の複数枚の基板８が垂直姿勢で前後に並べて載置される。

【0019】

そして、ロット載置部４では、ロット形成部３で形成したロットが搬入側ロット載置台１７に載置され、そのロットがロット搬送部５を介してロット処理部６に搬入される。また、ロット載置部４では、ロット処理部６からロット搬送部５を介して搬出されたロットが搬出側ロット載置台１８に載置され、そのロットがロット形成部３に搬送される。

【0020】

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。

【0021】

このロット搬送部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に沿わせて配置したレール２０と、複数枚の基板８を保持しながらレール２０に沿って移動する移動体２１とで構成する。移動体２１には、垂直姿勢で前後に並んだ複数枚の基板８を保持する基板保持体２２が進退自在に設けられている。

【0022】

そして、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、そのロットをロット処理部６に受け渡す。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、そのロットを搬出側ロット載置台１８に受け渡す。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。

【0023】

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を１ロットとしてエッチングや洗浄や乾燥などの処理を行う。

【0024】

このロット処理部６には、基板８の乾燥処理を行う乾燥処理装置２３と、基板保持体２２の洗浄処理を行う基板保持体洗浄処理装置２４と、基板８の洗浄処理を行う洗浄処理装置２５と、基板８のエッチング処理を行う２台の本発明によるエッチング処理装置（基板液処理装置）１とが並べて設けられている。

【0025】

乾燥処理装置２３は、処理槽２７と、処理槽２７に昇降自在に設けられた基板昇降機構２８とを有する。処理槽２７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。基板昇降機構２８には、１ロット分の複数枚の基板８が垂直姿勢で前後に並べて保持される。乾燥処理装置２３は、ロット搬送機構１９の基板保持体２２からロットを基板昇降機構２８で受取り、基板昇降機構２８でそのロットを昇降させることで、処理槽２７に供給した乾燥用の処理ガスで基板８の乾燥処理を行う。また、乾燥処理装置２３は、基板昇降機構２８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。

【0026】

基板保持体洗浄処理装置２４は、処理槽２９を有し、この処理槽２９に洗浄用の処理液及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。

【0027】

洗浄処理装置２５は、洗浄用の処理槽３０とリンス用の処理槽３１とを有し、各処理槽３０，３１に基板昇降機構３２，３３を昇降自在に設けている。洗浄用の処理槽３０には、洗浄用の処理液（ＳＣ－１等）が貯留される。リンス用の処理槽３１には、リンス用の処理液（純水等）が貯留される。

【0028】

エッチング処理装置１は、エッチング用の処理槽３４とリンス用の処理槽３５とを有し、各処理槽３４，３５に基板昇降機構３６，３７が昇降自在に設けられている。エッチング用の処理槽３４には、エッチング用の処理液（リン酸水溶液）が貯留される。リンス用の処理槽３５には、リンス用の処理液（純水等）が貯留される。上述のように、エッチング処理装置１は本発明による基板液処理装置となっている。

【0029】

これら洗浄処理装置２５とエッチング処理装置１は、同様の構成となっている。エッチング処理装置（基板液処理装置）１について説明すると、基板昇降機構３６には、１ロット分の複数枚の基板８が垂直姿勢で前後に並べて保持される。エッチング処理装置１において、ロット搬送機構１９の基板保持体２２からロットを基板昇降機構３６で受取り、基板昇降機構３６でそのロットを昇降させることでロットを処理槽３４のエッチング用の処理液に浸漬させて基板８のエッチング処理を行う。その後、エッチング処理装置１は、基板昇降機構３６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。また、ロット搬送機構１９の基板保持体２２からロットを基板昇降機構３７で受取り、基板昇降機構３７でそのロットを昇降させることでロットを処理槽３５のリンス用の処理液に浸漬させて基板８のリンス処理を行う。その後、基板昇降機構３７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。

【0030】

制御部７は、基板液処理システム１Ａ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、エッチング処理装置１）の動作を制御する。

【0031】

この制御部７は、たとえばコンピュータからなり、コンピュータで読み取り可能なＭを備える。記憶媒体３８には、基板液処理装置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。制御部７は、記憶媒体３８に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板液処理装置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７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。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、たと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。

【0032】

上述のようにエッチング処理装置１の処理槽３４では、所定濃度の薬剤（リン酸）の水溶液（リン酸水溶液）を処理液（エッチング液）として用いて基板８に液処理（エッチング処理）が施される。

【0033】

次に、エッチング処理装置（基板液処理装置）１の概略構成及び配管系統について図２を参照して説明する。

【0034】

エッチング処理装置１は、処理液として所定濃度のリン酸水溶液を貯留する前述した処理槽３４を有している。処理槽３４は、内槽３４Ａと、外槽３４Ｂとを有する。外槽３４Ｂには、内槽３４Ａからオーバーフローしたリン酸水溶液が流入する。外槽３４Ｂの液位は、内槽３４Ａの液位よりも低く維持される。

【0035】

外槽３４Ｂの底部には、循環ライン５０の上流端が接続されている。循環ライン５０の下流端は、内槽３４Ａ内に設置された処理液供給ノズル４９に接続されている。循環ライン５０には、上流側から順に、ポンプ５１、ヒータ５２及びフィルタ５３が介設されている。ポンプ５１を駆動させることにより、外槽３４Ｂから循環ライン５０及び処理液供給ノズル４９を経て内槽３４Ａ内に送られ、その後再び内槽３４Ａから外槽３４Ｂへと流出する、リン酸水溶液の循環流が形成される。

【0036】

処理槽３４、循環ライン５０及び循環ライン５０内の機器（５１，５２，５３等）により液処理部３９が形成される。また、処理槽３４及び循環ライン５０により循環系が構成される。

【0037】

内槽３４Ａ内の処理液供給ノズル４９の下方に、内槽３４Ａ内にあるリン酸水溶液中に不活性ガス例えば窒素ガスの気泡を吐出するための（バブリングを行うための）ガスノズル６０が設けられている。ガスノズル６０には、ガス供給源６０Ｂから、開閉弁、流量制御弁、流量計などから構成される流量調節器６０Ｃを介して、不活性ガス例えば窒素ガスが供給される。

【0038】

処理槽３４には、前述した基板昇降機構３６が付設されている。基板昇降機構３６は、複数の基板８を垂直に起立した姿勢で水平方向に間隔をあけて配列させた状態で保持することができ、また、この状態で昇降することができる。

【0039】

エッチング処理装置１は、液処理部３９にリン酸水溶液を供給するリン酸水溶液供給部４０と、液処理部３９に純水を供給する純水供給部４１と、液処理部３９にシリコン溶液を供給するシリコン供給部４２と、液処理部３９からリン酸水溶液を排出するリン酸水溶液排出部４３とを有する。

【0040】

リン酸水溶液供給部４０は、処理槽３４及び循環ライン５０からなる循環系内、すなわち液処理部３９内のいずれかの部位、好ましくは図示したように外槽３４Ｂに所定濃度のリン酸水溶液を供給する。リン酸水溶液供給部４０は、リン酸水溶液を貯留するタンクからなるリン酸水溶液供給源４０Ａと、リン酸水溶液供給源４０Ａと外槽３４Ｂとを接続するリン酸水溶液供給ライン４０Ｂと、リン酸水溶液供給ライン４０Ｂに上流側から順に介設された流量計４０Ｃ、流量制御弁４０Ｄ及び開閉弁４０Ｅとを有している。リン酸水溶液供給部４０は、流量計４０Ｃ及び流量制御弁４０Ｄを介して、制御された流量で、リン酸水溶液を外槽３４Ｂに供給することができる。

【0041】

純水供給部４１は、リン酸水溶液を加熱することにより蒸発した水分を補給するために純水を供給する。この純水供給部４１は、所定温度の純水を供給する純水供給源４１Ａを含み、この純水供給源４１Ａは外槽３４Ｂに流量調節器４１Ｂを介して接続されている。流量調節器４１Ｂは、開閉弁、流量制御弁、流量計などから構成することができる。

【0042】

シリコン供給部４２は、シリコン含有化合物溶液例えばコロイダルシリコンを分散させた液を貯留するタンクからなるシリコン供給源４２Ａと、流量調節器４２Ｂとを有している。流量調節器４２Ｂは、開閉弁、流量制御弁、流量計などから構成することができる。

【0043】

リン酸水溶液排出部４３は、液処理部３９及び循環ライン５０からなる循環系内、すなわち液処理部３９内にあるリン酸水溶液を排出するために設けられる。リン酸水溶液排出部４３は、循環ライン５０から分岐する排出ライン４３Ａと、排出ライン４３Ａに上流側から順次設けられた流量計４３Ｂ、流量制御弁４３Ｃ、開閉弁４３Ｄ及び冷却タンク４３Ｅとを有する。リン酸水溶液排出部４３は、流量計４３Ｂ及び流量制御弁４３Ｃを介して、制御された流量で、リン酸水溶液を排出することができる。

【0044】

冷却タンク４３Ｅは、排出ライン４３Ａを流れてきたリン酸水溶液を一時的に貯留するとともに冷却する。冷却タンク４３Ｅから流出したリン酸水溶液（符号４３Ｆを参照）は、工場廃液系（図示せず）に廃棄してもよいし、当該リン酸水溶液中に含まれるシリコンを再生装置（図示せず）により除去した後に、リン酸水溶液供給源４０Ａに送り再利用してもよい。

【0045】

図示例では、排出ライン４３Ａは、循環ライン５０（図ではフィルタドレンの位置）に接続されているが、これには限定されず、循環系内の他の部位、例えば内槽３４Ａの底部に接続されていてもよい。

【0046】

排出ライン４３Ａには、リン酸水溶液中のシリコン濃度を測定するシリコン濃度計４３Ｇが設けられている。また、循環ライン５０から分岐して外槽３４Ｂに接続された分岐ライン５５Ａに、リン酸水溶液中のリン酸濃度を測定するリン酸濃度計５５Ｂが介設されている。外槽３４Ｂには、外槽３４Ｂ内の液位を検出する液位計４４が設けられている。

【0047】

次に、図３～図７を参照してエッチング処理装置１の処理槽３４の構成について詳細に説明する。説明の便宜のため、ＸＹＺ直交座標系を設定し、必要に応じて参照する。なお、Ｘ負方向を「前側」または「前方」、Ｘ正方向を「後側」または「後方」、Ｙ負方向を「右側」または「右方」、Ｙ正方向を「左側」または「左方」と呼ぶこともある。

【0048】

前述したように、処理槽３４は、上部を開放させた内槽３４Ａと、上部を開放させた外槽３４Ｂとを有する。内槽３４Ａは、外槽３４Ｂの内部に収容されている。外槽３４Ｂには、内槽３４Ａからオーバーフローしたリン酸水溶液が流入する。液処理が実行されている間、内槽３４Ａの底部を含む大部分は、外槽３４Ｂ内のリン酸水溶液中に浸漬される。

【0049】

外槽３４Ｂは液受け容器（シンク）８０の内部に収容されており、外槽３４Ｂと液受け容器８０との間にドレン空間８１が形成されている。ドレン空間８１の底部にはドレンライン８２が接続されている。

【0050】

処理液供給ノズル４９は、内槽３４Ａ内をＸ方向（水平方向）に延びる筒状体からなる。処理液供給ノズル４９は、その周面に穿設された複数の吐出口４９Ｄ（図３及び図４を参照）から、基板昇降機構３６に保持された基板８に向かって処理液を吐出する。図では２本の処理液供給ノズル４９が設けられているが、３本以上の処理液供給ノズル４９を設けてもよい。処理液供給ノズル４９には、鉛直方向に延びる配管４９Ａから処理液（リン酸水溶液）が供給される。

【0051】

ガスノズル６０は、内槽３４Ａ内の処理液供給ノズル４９よりも低い高さ位置をＸ方向（水平方向）に延びる筒状体からなる。ガスノズル６０は、その周面に穿設された複数の吐出口６０Ｄ（図３及び図４を参照）から、不活性ガス（例えば窒素ガス）の気泡を吐出する。不活性ガスのバブリングにより、内槽３４Ａ内におけるリン酸水溶液の沸騰状態を安定化させることができる。ガスノズル６０には、鉛直方向に延びる配管６０Ａから処理液（リン酸水溶液）が供給される。

【0052】

基板昇降機構３６は、図示しない昇降機構により昇降する鉛直方向（Ｚ方向）に延びる支持板３６Ａと、支持板３６Ａにより一端が支持される水平方向（Ｘ方向）に延びる一対の基板支持部材３６Ｂとを有している（図９も参照）。各基板支持部材３６Ｂは、水平方向（Ｘ方向）に間隔を開けて配列された複数（例えば５０～５２個）の基板保持溝（図示せず）を有している。基板保持溝には、基板８の周縁部が挿入される。基板昇降機構３６は、複数（例えば５０～５２枚）の基板８を、鉛直姿勢で、水平方向（Ｘ方向）に間隔を開けた状態で保持することができる。このような基板昇降機構３６は当該技術分野において周知であり、詳細な構造の図示及び説明は省略する。

【0053】

処理槽３４には、内槽３４Ａの上部開口を開閉するための第１蓋体７１及び第２蓋体７２が設けられている。第１蓋体７１及び第２蓋体７２は、それぞれ、水平方向（Ｘ方向）に延びる回転軸７１Ｓ、７２Ｓに結合されている。回転軸７１Ｓ、７２Ｓは、液受け容器８０に固定された軸受け８３及び回転アクチュエータ８４（図４、図５を参照）に連結されている。回転アクチュエータ８４を動作させることにより、第１蓋体７１及び第２蓋体７２は、水平方向（Ｘ方向）に延びる各々の回転軸線を中心として、内槽３４Ａの上部開口の第１領域（左半部）及び第２領域（右半部）をそれぞれ覆う閉鎖位置（図３及び図６に示す位置）と、概ね直立状態となって内槽３４Ａの上部開口の第１領域及び第２領域を開放する開放位置（図８に示す位置）との間で回転（旋回）することができる（図３中の矢印ＳＷ１，ＳＷ２を参照）。

【0054】

第１蓋体７１及び第２蓋体７２は内槽３４Ａの上部開口のうち、支持板３６Ａ、配管４９Ａ，６０Ａが設けられている領域を覆っていない。

【0055】

エッチング処理装置１の通常運転中、第１蓋体７１及び第２蓋体７２は、基板昇降機構３６により保持された基板８の内槽３４Ａへの搬入／搬出が行われるとき以外は、閉鎖位置に位置し、内槽３４Ａ内にあるリン酸水溶液の温度低下を防止するとともに沸騰するリン酸水溶液から生じた水蒸気が処理槽３４の外部に逃げることを抑制する。

【0056】

第１蓋体７１は、真上から見て概ね矩形の本体部７１Ａと、Ｘ方向に延びる第１飛沫遮蔽部７１Ｂ、第２飛沫遮蔽部７１Ｃ及び閉鎖部７１Ｄと、Ｙ方向に延びる第３飛沫遮蔽部７１Ｅとを有する。同様に、第２蓋体７２は、概ね矩形の本体部７２Ａと、Ｘ方向に延びる第１飛沫遮蔽部７２Ｂ、第２飛沫遮蔽部７２Ｃ及び閉鎖部７２Ｄと、Ｙ方向に延びる第３飛沫遮蔽部７２Ｅとを有する。

【0057】

本体部７１Ａの上面には大きな矩形の凹所７１Ｒが形成されている。凹所７１Ｒは、底壁７１１Ｒ及び４つの側壁７１２Ｒ、７１３Ｒ，７１４Ｒ，７１５Ｒにより画定されている。

【0058】

第１蓋体７１が閉鎖位置にあるときに、内槽３４Ａから外槽３４Ｂへのリン酸水溶液のオーバーフロー（図６の矢印ＯＦを参照）を妨げないように、内槽３４Ａの側壁と、これに近接して対面する側壁７１２Ｒ、７１３Ｒとの間には隙間が設けられている。なお、図示はしていないが、内槽３４Ａの４つの側壁の上端には、オーバーフローが円滑に行われるように、間隔を空けて複数のＶ字形の切り欠きが形成されている。

【0059】

第１蓋体７１の底壁７１１Ｒは、Ｙ方向に第２蓋体７２から離れるに従って（Ｙ方向に内槽３４Ａの側壁に近づくに従って）高くなるように傾斜している。この傾斜により、上記のオーバーフローがスムーズに行われる。

【0060】

内槽３４Ａ内のリン酸水溶液は沸騰状態にあるか、あるいはバブリングが施されているため、内槽３４Ａから外槽３４Ｂにオーバーフローするリン酸水溶液と一緒にリン酸水溶液の飛沫も内槽３４Ａから飛び出す。この飛び出した飛沫は、閉鎖位置にある第１蓋体７１の第１飛沫遮蔽部７１Ｂに衝突し、内槽３４Ａの側壁と外槽３４Ｂの側壁との間の空間に落ち、外槽３４Ｂの外側には飛散しない。閉鎖位置にある第１蓋体７１の第１飛沫遮蔽部７１Ｂの下端は、近接する内槽３４Ａの側壁の上端よりも少なくとも低い位置にあることが好ましい。

【0061】

第２飛沫遮蔽部７１Ｃは、第１蓋体７１が開放位置にあるときに、第１蓋体７１が閉鎖位置にあるときの第１飛沫遮蔽部７１Ｂと同様の役割を果たす。開放位置にある第１蓋体７１の第１飛沫遮蔽部７１Ｂの下端は、近接する内槽３４Ａの側壁の上端よりも少なくとも低い位置にあることが好ましい。

【0062】

閉鎖部７１Ｄは、第１蓋体７１が開放位置にあるときに（図８を参照）、内槽３４Ａの側壁の上端と外槽３４Ｂの側壁の上端との間の隙間のうちの、回転軸７１Ｓから外槽３４Ｂの側壁までの領域の上方を覆う。閉鎖部７１Ｄは、第１蓋体７１が閉鎖位置にあるときに本体部７１Ａの上面に付着した液（例えば、処理槽３４の上方を濡れた基板が通過したときに当該基板から落下した液）を、第１蓋体７１が開放位置に位置したときに外槽３４Ｂと液受け容器８０との間のドレン空間８１に案内し、当該液が外槽３４Ｂ内に流入することを防止する。ドレン空間８１に入った液は、ドレンライン８２から廃棄される。

【0063】

第３飛沫遮蔽部７１Ｅは、基板昇降機構３６から遠い側において、内槽３４Ａの側壁と外槽３４Ｂの側壁との間の空間の上方で延びるように設けられている。第３飛沫遮蔽部７１Ｅは、第１蓋体７１の端縁に沿って、当該端縁の全長に亘って、回転軸７１ＳからＹ方向に延びている。第３飛沫遮蔽部７１Ｅは、第１蓋体７１が閉鎖位置にあるときに、第１飛沫遮蔽部７１Ｂと同様の役割を果たす。開放位置にある第１蓋体７１の第３飛沫遮蔽部７１Ｅの下端は、近接する内槽３４Ａの側壁の上端よりも少なくとも低い位置にあることが好ましい。

【0064】

基板昇降機構３６に近い側には第１蓋体７１のＹ方向に延びる端縁に沿って延びる飛沫遮蔽部を設けなくてもよい。Ｘ正方向に飛散するリン酸水溶液は、基板昇降機構３６の支持板３６Ａ、配管４９Ａ，６０Ａ等に衝突するため、外槽３４Ｂまでは殆ど到達しないからである。

【0065】

第２蓋体７２は第１蓋体７１に対して概ね鏡面対称に形成されており、第１蓋体７１及び第２蓋体７２の構造は互いに概ね同じである。両者の相違点は、後述する付属部品（板状体７３Ｐ、基板押さえ７４）の有無にある。従って、第１蓋体７１の構成及び作用に関する説明は、第２蓋体７２の構成及び作用に関する説明に援用することができる。第１蓋体７１及び第２蓋体７２の互いに対応する部材（対称位置にある部材、同じ機能を有する部材）の参照符号の末尾には同じアルファベットが付けられており、参照符号の頭二桁が「７１」であるか「７２」であるかの相違しかない。

【0066】

図６に示すように、第１蓋体７１及び第２蓋体７２が閉鎖位置にあるとき、第１蓋体７１の底壁７１１Ｒから上方に延びる側壁７１２Ｒと第２蓋体７２の底壁７２１Ｒから上方に延びる側壁７２２Ｒとが互いに対面し、両側壁の間に高さＨの隙間Ｇが形成される。凹所７１Ｒ、７２Ｒを設けることにより、高さＨの隙間を設けることに起因する第１蓋体７１及び第２蓋体７２の重量の増大を抑制することができる。

【0067】

図６に示すように閉鎖位置にある第１蓋体７１の本体部７１Ａの下面（底壁７１１Ｒの下面）及び第２蓋体７２の本体部７２Ａの下面（底壁７２１Ｒの下面）が内槽３４Ａ内の処理液の液面に接している場合、第１蓋体７１と第２蓋体との間の隙間から、沸騰しているかあるいはバブリングされているリン酸水溶液が上方に飛び出し、周囲に飛散することがある。しかしながら、上述したように高さＨの隙間Ｇを設けることにより、隙間Ｇから処理液が外方に飛び出し難くなる。この効果を実現するために、高さＨは、例えば約５ｃｍ以上とすることができる。

【0068】

内槽３４Ａ内の処理液がリン酸水溶液である場合、第１蓋体７１及び第２蓋体７２のうち少なくとも本体部７１Ａ，７２Ａは処理液により侵されない、例えば石英などの材料により形成される。本体部７１Ａ、７２Ａが石英により形成された場合、石英同士が衝突して割れや欠けが生じるおそれがあるが、これを防止するため、第１蓋体７１及び第２蓋体７２が閉鎖位置にあるときに本体部７１Ａ，７２Ａ同士が接触しないように両者の間に隙間を設けることが望ましい。本体部７１Ａ，７２Ａ同士の間に隙間を設けた場合には、その隙間を通って処理槽３４内特に内槽３４Ａ内のリン酸水溶液が外方に飛散するおそれがある。しかしながら、上記のような高さＨの隙間Ｇを設けることにより、隙間Ｇからのリン酸水溶液の飛散を少なくとも大幅に抑制することが可能となる。

【0069】

また、オーバーフローを円滑にするために、前述したように底壁７１１Ｒ（７２１Ｒ）に傾斜を付け、かつ、底壁７１１Ｒ（７２１Ｒ）を内槽３４Ａ内のリン酸水溶液に接液させる場合には、底壁７１１Ｒ（７２１Ｒ）から上方に延びる側壁７１２Ｒ（７２２Ｒ）が無い場合には、底壁７１１Ｒ（７２１Ｒ）の先端がリン酸水溶液中に没してしまう。しかしながら、上記のように底壁７１１Ｒ（７２１Ｒ）から上方に延びる側壁７１２Ｒ（７２２Ｒ）を設けることにより、リン酸水溶液の液面の高さ位置を側壁７１２Ｒ（７２２Ｒ）の上端より低くすることが可能となる。

【0070】

図６に示すように、第１蓋体７１の本体部７１Ａ及び第２蓋体７２の本体部７２Ａのいずれか一方（ここでは本体部７１Ａ）に、他方（ここでは本体部７２Ａ）の先端の上方まであるいは上方を越えて延び、隙間Ｇを上方から覆う覆い７３を設けることが好ましい。覆い７３を設けることにより、隙間Ｇから処理液が上方に飛び出すことを防止することができる。なお、図３～図５では、図面の煩雑化を防止するため、覆い７３（及び板状体７３Ｐ）が記載されていないことに注意されたい。

【0071】

なお、隙間Ｇが高さＨを有しているため、内槽３４Ａ内のリン酸水溶液の液面から飛散した処理液の液滴の勢いが、覆い７３に衝突するまでに弱まる。このため、覆い７３に衝突した処理液が側方に飛び出すことはない。

【0072】

覆い７３は、例えば図６に示すように、第１蓋体７１の凹所７１Ｒの輪廓に合わせた略矩形の切除部７３Ｑを有する板状体７３Ｐを、第１蓋体７１の本体部７１Ａの上面に装着することにより設けることができる。この場合、板状体７３Ｐの端縁部により覆い７３が構成される。

【0073】

図６に示すように、第１蓋体７１及び第２蓋体７２が閉鎖位置にあるときに、覆い７３と第２蓋体７２との間に隙間が設けられていてもよい。これに代えて、第１蓋体７１及び第２蓋体７２が閉鎖位置にあるときに、覆い７３と第２蓋体７２とが接触していてもよい。この場合、覆い７３は、隙間Ｇの上端部を塞ぐシールとしての役割を果たす。

【0074】

覆い７３を第２蓋体７２に接触させる場合には、石英と衝突しても損傷が生じるおそれがなくかつ石英を損傷させることもない程度の柔軟性があり、かつ、比較的高い耐食性を有する樹脂材料、例えばＰＴＦＥ、ＰＦＡ等のフッ素系樹脂材料から覆い７３を形成することが好ましい。

【0075】

覆い７３を第１蓋体７１と一体に形成してもよい。また、覆い７３は設けなくてもよい。覆い７３を設けない場合には、設ける場合よりも上記高さＨをより高くすることが好ましい。

【0076】

また、第１蓋体７１の本体部７１Ａ及び第２蓋体７２の本体部７２Ａのいずれか一方（図示例では第２蓋体７２の本体部７２Ａの先端部）に基板押さえ７４が設けられている。基板押さえ７４の下面には、基板８の配列方向（Ｘ方向）に沿って、基板支持部材３６Ｂの基板保持溝３６ＢＧ（図１０を参照）と同じピッチで同じＸ方向位置に配置された複数の基板保持溝７４Ｇが形成されている（図７および図１０を参照）。基板保持溝７４Ｇの各々には１枚の基板８の周縁部が収容される。なお、図７の斜視図では基板押さえ７４の下端部（基板保持溝７４Ｇが形成されている部分が見えているが、実際には、凹所７２Ｒの底壁７２１Ｒに隠れて見えないことに注意されたい。

【0077】

図示された実施形態では、基板押さえ７４は、第２蓋体７２と別々に形成された細長い板状体からなり、ネジ止めにより第２蓋体７２の本体部７２Ａに固定されている。これに代えて、基板押さえ７４を第２蓋体７２と一体に形成してもよい。いずれの場合も、基板押さえ７４は、第２蓋体７２の本体部７２Ａの側壁７２２Ｒの一部を構成することになる。

【0078】

基板８が処理されているときには、閉鎖位置に位置している第２蓋体７２に設けられた基板押さえ７４が、基板支持部材３６Ｂにより支持された基板８と係合して、当該基板８の上方への変位を防止または抑制する。このため、処理液供給ノズル４９から大流量で処理液を吐出したとしても、あるいは内槽３４Ａ内の処理液の沸騰レベルが高くなったとしても、あるいは窒素ガスバブリングを激しく行ったとしても、基板８が基板支持部材３６Ｂから脱落するおそれがなくなる。

【0079】

図９に概略的に示すように、処理槽３４の上方にはカメラ９０および照明９２が設けられている。後述する画像処理に必要な画像を取得できるのであれば、カメラ９０専用の照明９２を省略することも可能である。カメラ９０から画像信号が有線または無線通信により、画像処理機能を有する基板位置判定部９４に出力されるようになっている。基板位置判定部９４は、制御部７の一部であってもよいし、別の演算処理ユニットであってもよい。

【0080】

カメラ９０は、内槽３４Ａの上部開口の真上であって、かつ、基板支持部材３６Ｂにより支持された基板８の上限位置（基板昇降機構３６の基板支持部材３６Ｂとロット搬送機構１９の基板保持体２２との間で基板８の受け渡しが行われる高さ位置）よりも上方に配置することができる。これに代えて、カメラ９０を低い位置（内槽３４Ａの上部開口に近い高さ位置）に設けるとともに、内槽３４Ａの真上の位置と、内槽３４Ａの真上から外れた位置との間でカメラ９０を移動させる移動機構を設けてもよい。後述する基板位置判定に必要な画像を取得できるのであれば、カメラ９０を上記とは別の位置に設けてもよい。

【0081】

カメラ９０のさらに上方にはファンフィルタユニット（ＦＦＵ）１００が配置されている。ファンフィルタユニット１００からは清浄空気が下向きに吹き出される。この清浄空気のダウンフローにより、例えばカメラ９０のレンズを曇らせるかあるいはカメラ９０を腐食させる可能性のある処理液（薬液）由来のガスまたはミストが処理槽３４から立ち上ったとしても、そのようなガスまたはミストがカメラ９０に到達することはない。

【0082】

カメラ９０を包囲するカバー（図示せず）を設け、カバー内に適当なシールドガス（清浄空気または不活性ガス）を流すことにより、カメラ９０を処理液由来のガスまたはミストから保護してもよい。

【0083】

なお、処理槽３４内に貯留される処理液がリン酸の場合には、処理槽３４の上方に立ち上るガスは実質的に水蒸気であり、カメラ９０への影響は小さい。

【0084】

次に上記エッチング処理装置１の作用について説明する。まず、リン酸水溶液供給部４０がリン酸水溶液を液処理部３９の外槽３４Ｂに供給する。リン酸水溶液の供給開始後に所定時間が経過すると、循環ライン５０のポンプ５１が作動し、上述した循環系内を循環する循環流が形成される。

【0085】

さらに、循環ライン５０のヒータ５２が作動して、内槽３４Ａ内のリン酸水溶液が所定温度（例えば１６０℃）となるようにリン酸水溶液を加熱する。遅くともヒータ５２による加熱開始時点までに、第１蓋体７１及び第２蓋体７２を閉鎖位置に位置させる。１６０℃のリン酸水溶液は沸騰状態（好ましくは微沸騰状態）となる。沸騰による水分の蒸発によりリン酸濃度が予め定められた管理上限値を超えたことがリン酸濃度計５５Ｂにより検出された場合には、純水供給部４１から純水が供給される。

【0086】

１つのロットの基板８を内槽３４Ａ内のリン酸水溶液中に投入する前に、循環系（内槽３４Ａ、外槽３４Ｂ及び循環ライン５０を含む）内に存在するリン酸水溶液中のシリコン濃度（これはシリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比に影響を及ぼす）の調整が行われる。シリコン濃度の調節は、ダミー基板を内槽３４Ａ内のリン酸水溶液中に浸漬すること、あるいはシリコン供給部４２から外槽３４Ｂにシリコン含有化合物溶液を供給することにより行うことができる。循環系内に存在するリン酸水溶液中のシリコン濃度が予め定められた範囲内にあることを確認するために、排出ライン４３Ａにリン酸水溶液を流し、シリコン濃度計４３Ｇによりシリコン濃度を測定してもよい。

【0087】

シリコン濃度調整の終了後、第１蓋体７１及び第２蓋体７２を開放位置に移動させる。このとき、処理槽３４の上方では、ロット搬送機構１９の移動体２１の基板保持体２２から基板８を受け取った基板昇降機構３６の基板支持部材３６Ｂが待機している。基板支持部材３６Ｂは、複数枚、すなわち１つのロット（処理ロットまたはバッチとも呼ばれる）を形成する複数例えば５０枚の基板８を適切に支持している。「適切に支持」とは、模式図である図１０の下半分に示されるように、基板８の下側周縁部が基板支持部材３６Ｂの各基板保持溝３６ＢＧに１枚ずつ嵌まり、かつ、基板８が鉛直姿勢で水平方向に所定の配列ピッチ（例えば５ｍｍ程度）で並んでいることを意味する。次いで基板支持部材３６Ｂは下降し、これにより基板支持部材３６Ｂにより支持された基板８が内槽３４Ａ内のリン酸水溶液中に沈められる。このとき、基板支持部材３６Ｂから基板８が浮き上がることを防止するため、バブリングを停止していることが好ましい。

【0088】

基板８が内槽３４Ａ内のリン酸水溶液中に沈められて所定時間（例えば５秒程度）が経過したら、第２蓋体７２が閉鎖位置に移動させられる。第２蓋体７２に設けられた基板押さえ７４が基板８の上側周縁部と係合し、基板８を拘束する。次いで、カメラ９０により基板８が撮像される。この撮像結果に基づいて、全ての基板８が適切な位置にあるか否か（特に基板押さえ７４が基板８と適切に係合しているか否か）が判定される（以下「基板位置判定」と呼ぶ）。この判定の方法については後述する。全ての基板８が適切な位置にあると判断されたら、第１蓋体７１が閉鎖位置に移動させられる。

【0089】

次に、ガスノズル６０から窒素ガスを吐出するバブリングが開始される。基板８を所定時間リン酸水溶液に浸漬することにより、基板８にウエットエッチング処理（液処理）が施される。

【0090】

基板８のエッチング処理中に第１蓋体７１及び第２蓋体７２を閉鎖位置に位置させておくことにより、内槽３４Ａ内のリン酸水溶液の液面付近の温度低下が抑制され、これにより、内槽３４Ａ内のリン酸水溶液の温度分布を小さく抑えることができる。また、内槽３４Ａが外槽３４Ｂ内のリン酸水溶液中に浸漬されているため、内槽３４Ａの壁体からの放熱による内槽３４Ａ内のリン酸水溶液の温度低下が抑制され、また、内槽３４Ａ内のリン酸水溶液の温度分布を小さく抑えることができる。従って、基板８のエッチング量の面内均一性及び面間均一性を高く維持することができる。

【0091】

１つのロットの基板８の処理中に、基板８からシリコンが溶出するため、循環系内に存在するリン酸水溶液中のシリコン濃度が上昇する。１つのロットの基板８の処理中に、循環系内に存在するリン酸水溶液中のシリコン濃度を維持するために、あるいは意図的に変化させるために、リン酸水溶液排出部４３により循環系内にあるリン酸水溶液を排出しながら、リン酸水溶液供給部４０によりリン酸水溶液を供給することができる。

【0092】

上記のようにして一つのロットの基板８の処理が終了したら、第１蓋体７１及び第２蓋体７２を開放位置に移動させる。そして、基板支持部材３６Ｂを上昇させて基板８を内槽３４Ａから搬出する。

【0093】

基板８の処理が終了した後であってかつ基板８を内槽３４Ａから搬出する前に、第２蓋体７２を閉鎖位置に位置させたまま第１蓋体７１を開放位置に移動し、この状態で、基板位置判定を行ってもよい。そうすることにより、処理中に生じる可能性のある基板８の位置ずれ（発生確率は非常に低いが）を検出することができる。

【0094】

その後、再び第１蓋体７１及び第２蓋体７２を閉鎖位置に移動し、循環系内にあるリン酸水溶液の温度、リン酸濃度、シリコン濃度の調節を行った後に、上記と同様にして別のロットの基板８の処理を行う。

【0095】

次に、基板位置判定の一実施形態について説明する。基板位置判定に先立ち、基板支持部材３６Ｂにより支持された複数例えば５０枚の基板８が内槽３４Ａに貯留された処理液中に沈められる。このとき、各基板８の全体が処理液の液面より下に位置する。その後所定時間（例えば５秒）が経過した後に、第１蓋体７１を開放位置に位置させ（図９に破線で示す）たままで、基板押さえ７４付きの第２蓋体７２を閉鎖位置に移動させる。次いで、基板位置判定が実行される。

【0096】

基板位置判定が行われるとき、照明９２が点灯され、その状態でカメラ９０（撮像部）により基板８の画像が撮影される。このとき、内槽３４Ａの上部開口のうち第１蓋体７１により閉じられていない領域を通って、基板８に照明光が到達し、また、基板８からの反射光（物体光）がカメラ９０に到達する。これにより、下記の基板位置判定を支障無く実行できる程度の鮮明度を有する画像がカメラ９０により取得される。この画像内には、実質的に、各基板８の全表面のうちのAPEX（基板の最外周縁）およびその近傍のみが現れており、基板の表面（デバイス形成面）および裏面は現れていない（図１１の模式図を参照）。照明９２は、各基板８のAPEXが最も明るく写るような位置から照明光を照射することが好ましい。

【0097】

基板位置判定部９４は、各基板８の液面に近い部分が含まれるように画像の一部の領域ＡＲを切り取る（図１１の模式図を参照）。領域ＡＲは、例えば、基板８の配列方向を長手方向とする短冊状の領域とすることができる。領域ＡＲの画像では、図１１において見えている各基板８のAPEX（特に照明光の光軸と垂直な部分）が、照明光を良く反射するため、画像内における輝度が最も高くなる。

【0098】

基板位置判定部９４は、領域ＡＲ内における基板８の配列方向（これは図１１中のＸ軸と平行な矢印ＸＳに沿った方向である）に沿ったグレイ値（画像の輝度に対応する値）の分布を求める。

【0099】

グレイ値の分布として、基板８の配列方向（Ｘ方向）に沿って延びる複数画素分の幅（例えば領域ＡＲの幅に相当する画素数分のＹ方向幅）を有するラインに沿った分布を用いることができる。この場合、同じＸ方向位置にあるＹ方向に並んだ複数の画素からの信号に基づき算出されたグレイ値の平均値を、あるＸ方向位置におけるグレイ値として扱ってもよい。こうすることにより検出精度を高めることができる。

【0100】

上記に代えて、グレイ値の分布として、矢印ＸＳの方向に沿って延びる１画素分の幅（Ｙ方向の幅）を有するラインに沿った分布を用いてもよい。この場合、撮像部として、カメラ９０に代えて、ラインセンサを用いることができる。ラインセンサは、例えば、第１蓋体７１または第２蓋体７２に設けることができる。第１蓋体７１または第２蓋体７２が透明ならば、ラインセンサを例えば凹所７１Ｒ，７２Ｒの内部に設けてもよく、この場合、ラインセンサは第１蓋体７１または第２蓋体７２を透過した物体光を受光する。

【0101】

図１１中の矢印ＸＳに沿ったグレイ値の分布の一例が図１２に示されている。各基板８のAPEXに相当する画像部分の輝度が最も高く、グレイ値がピークを呈している。隣接する基板８の隙間に相当する画像部分のグレイ値がボトムを呈している。全ての基板８において、各基板８の実際位置（Ｘ座標）と当該基板８の存在すべき基準位置との偏差が許容範囲にあるならば、ピークは基板８の所定の配列間隔（例えば５ｍｍ±許容範囲内のずれ量）で並び、隣接するピークの間にボトムがある。このとき、図１０に概略的に示すように、基板支持部材３６Ｂの各基板保持溝３６ＢＧに１つずつ基板８の下部周縁部が嵌まっており、かつ、基板押さえ７４の各基板保持溝７４Ｇに１つずつ基板８の上側周縁部が嵌まっている。これを「適切な基板保持状態」とも呼ぶ。

【0102】

図１３には、不適切な基板保持状態が生じる原因が示されている。図１３の左側に示すように、ある１つの基板８の上側周縁部が隣接する基板８の上側周縁部に近づいた状態で第２蓋体７２を閉じて基板押さえ７４を基板８に近づけてゆくと、隣接する基板８の上側周縁部が互いに接触した状態で同じ基板保持溝７４Ｇに嵌まりこむ現象が生じる。これは「ブリッジ（ウエハブリッジ）」と呼ばれる。ブリッジが生じている２つの基板８の間では処理液の流れが悪くなるため、意図した通りの基板処理結果が得られない（例えば面内均一性の悪化）可能性がある。

【0103】

図１２は、５０枚の基板８に対して得られたグレイ値分布の一例を示している。図１２では、基板配列の端の方において、隣接するグレイ値ピーク同士の間隔が広くなっている。これは上記のブリッジが生じているためである。つまり、図１３の右側に示すようなブリッジが生じると、図１４において破線で示されるように、隣接する２つの基板８のAPEXの画像のグレイ値のピークが、分離不可能な１つのピークとして検出される。また、隣接するピーク間の距離も大きくなる。このことを利用して、ブリッジの発生を検出することができる。なお、図１４において、実線は、適切な基板保持状態のときに得られるカーブである。

【0104】

なお、ブリッジが生じているか否かの判定は、少なくとも１つの基板８の実際位置と基準位置との偏差が許容範囲にあるか否かの判定に含まれる。

【0105】

基板押さえ７４付きの第２蓋体７２を閉じた直後に基板位置判定を行い、ブリッジが発生していないこと（つまり全ての基板８が適切な保持状態にあること）が確認された場合には、窒素ガスのバブリングを開始するとともに第１蓋体７１を閉じてそのまま液処理（例えばウエットエッチング処理）を進めることができる。

【0106】

ブリッジが発生していた場合には、第２蓋体７２が開かれ、その後再び閉じられる（リトライ）。このとき、第２蓋体７２を全開状態まで開く（つまり開放位置まで移動させる）必要はなく、基板押さえ７４が一旦基板８から離れれば十分である。基板押さえ７４が基板８から離れている間に、基板支持部材３６Ｂを上下に微少量往復させて、基板８を揺すってもよい。第２蓋体７２が閉じられた後、再び基板位置判定が行われる。基板８が適切な位置に納まっている（つまりブリッジが発生していない）ことが確認されたら、ガスノズル６０（図２～図４を参照）から窒素ガスを吐出してバブリングを開始するとともに、第１蓋体７１を閉じて処理を継続する。

【0107】

上記の操作にもかかわらずブリッジが解消されない場合には、ブリッジが解消されるまで第２蓋体７２の開閉および基板位置判定を繰り返し行ってもよい。これに代えて、第２蓋体７２の開閉および基板位置判定を予め定められた回数行ったら、ブリッジが解消されたか否かに関わらず、バブリングを開始するとともに第１蓋体７１を閉じて液処理を継続してもよい。あるいはこれに代えて、最初に第２蓋体７２を閉じたときにブリッジが発生していたとしても、バブリングを開始するとともに第１蓋体７１を閉じて液処理を継続してもよい。

【0108】

窒素ガスのバブリングは、基板８の処理の面内均一性および面間均一性を高める等の目的で行われている。このため、バブリングを行わずに基板８を処理液中に浸漬させ続けることはあまり好ましくない。この観点からは、第２蓋体７２の開閉および基板位置判定の試行回数に制限を設けた方が好ましい。但し、処理の種類によっては上記のような問題は発生しないこともあるので、再試行回数に制限を設けなくてもよい。

【0109】

なお、基板押さえ７４により基板８が押さえ付けられていないとバブリングにより基板支持部材３６Ｂから基板８が浮き上がり、基板８の下側周縁部が基板支持部材３６Ｂの基板保持溝から外れる可能性がある。このため、どのような手順で処理を行うにしても、バブリングは、第２蓋体７２を閉鎖位置に位置させた状態で行うことが好ましい。

【0110】

ブリッジが発生した基板８にソフトウエアマーキングを施してもよい。ソフトウエアマーキングとは、例えば、制御部７の記憶媒体３８に、例えば「処理槽３４でロットＭ（ＭはロットのＩＤ）の基板８に対してウエットエッチングを行った際に、Ｎ番目の基板８とＮ＋１番目の基板８にブリッジが発生した」といったことを記憶することを意味する。ソフトウエアマーキングに基づいて、後工程において、ブリッジが発生した基板８あるいは当該基板８から得られた半導体装置に念入りな検査を行ってもよい。一度でもブリッジが発生した基板８の全てをソフトウエアマーキングの対象としてもよい。これに代えて、ブリッジが予め定められた回数以上発生した基板８だけをソフトウエアマーキングの対象としてもよい。これに代えて、ブリッジが発生した状態のまま液処理が行われた基板８だけをソフトウエアマーキングの対象としてもよい。

【0111】

最初の基板位置判定においてブリッジが発生したら、その後に第２蓋体７２の開閉操作（リトライ）を行うことなく、そのまま処理を進めてもよい。この場合、ブリッジが発生した基板８にソフトウエアマーキングが施される。最初の基板位置判定においてブリッジが発生した後に第２蓋体７２の開閉操作を行うか否かを、基板液処理システム１Ａの図示しないユーザーインターフェース（キーボード、タッチパネル等）を介してオペレータが設定できるようにしてもよい。

【0112】

ブリッジの発生が検出されたら、基板液処理システム１Ａの図示しないユーザーインターフェース（ディスプレイ、警報ランプ、警報ブザー等）を介してオペレータにアラーム通知をしてもよい。

【0113】

上記の基板位置判定を用いて基板押さえ７４付きの第２蓋体７２を閉じるタイミングを決定することもできる。基板８を基板支持部材３６Ｂにより鉛直姿勢で水平方向に等間隔に保持した状態で内槽３４Ａに貯留した処理液内に沈めてゆく過程で、ラプラス圧の影響により、基板８が揺れ動き、隣接する基板８の上部周縁部間の距離が変動する。図１５には、基板８を処理液内に沈めた瞬間を基準（０秒）とし、数組の隣接する基板８間の距離の時間経過に伴う変化が示されている。図１５のグラフより、基板８を処理液内に沈めた後ある程度の時間（例えば５秒程度）が経過すると基板の揺れ動きは収束することがわかる。基板８の揺れ動きが問題無いレベルまで低下したら基板押さえ７４付きの第２蓋体７２を閉じてよい。

【0114】

基板８を内槽３４Ａ内の処理液中に沈めてから基板８の揺れ動きが十分に小さくなるまでの時間（例えば５秒程度）は、ほぼ一定であることが実験により確認されている。このため、基板８を内槽３４Ａに投入してから所定時間（例えば多少の安全マージンをみて６秒程度）が経過したら、基板位置判定を行うことなく、第２蓋体７２を閉じてもよい。このようにしても、ブリッジの問題は殆ど生じない。仮にブリッジが発生したしても、第２蓋体７２を閉じた後の基板位置判定によりブリッジの発生を把握し、必要に応じた対処をすることができる。

【0115】

上記に代えて、基板８を処理液中に沈めてから、例えば５秒経過後、６秒経過後、７秒経過後に取得した画像に基づいて基板位置判定を行い、基板８の基準位置に対する基板８の実際位置のずれ（位置偏差）が安定して所定範囲内に収まっていることが確認できたら第２蓋体７２を閉じるようにしてもよい。この場合、より確実にブリッジの発生を防止することができる。

【0116】

上記実施形態によれば、基板支持部材３６Ｂおよび基板押さえ７４により基板８を適切な位置（基準位置）でしっかりと拘束した状態でバッチ処理を行うことができる。ブリッジが発生すると、基板８の処理結果（例えばエッチング量）の面内均一性および面間均一性が低下するおそれがあるが、本実施形態によればそのようなことはない。

【0117】

上記実施形態では、基板位置判定においてブリッジの有無のみを考慮したが、これには限定されない。基板位置判定において、各基板８の基準Ｘ座標と実際Ｘ座標との偏差を個別に判定してもよい。各基板８の基準Ｘ座標は、当該基板８が係合すべき基板支持部材３６Ｂの基板保持溝３６ＢＧのＸ座標（あるいは基板押さえ７４の基板保持溝７４ＧのＸ座標）に等しい。各基板８についてそれぞれ、基準Ｘ座標と実際Ｘ座標との偏差を求め、１つ以上の基板８において偏差が予め定められた閾値を超えた場合に、不適切な基板保持状態が生じているものと判定してもよい。

【0118】

上記実施形態では、全ての基板８を撮像して全ての基板８に対して位置判定を行っていたが、一部の基板のみを撮像して一部の基板８のみに対して位置判定を行ってもよい。内槽３４Ａおよびノズル類の配置により、特定の場所にある基板８にのみ位置ずれが発生する場合もあるが、そのような場合には、一部の基板のみを対象とした撮像および基板位置判定を行ってもよい。このために、過去の基板位置判定に基づいてカメラ９０の撮像範囲を自動調整する機能を設けてもよい。このようにすることにより、演算処理の負担を軽減することができ、基板位置判定の精度を向上させることもできる。

【0119】

上記実施形態においては、カメラが内槽３４Ａの上部開口の上方に配置され、第１蓋体７１を開放位置に位置させた状態で基板８の撮影が行われている。つまり、物体から出射された物体光（照明９２からの照明光が基板８で反射した後にカメラ９０へ向かう光）は、処理槽３４の構成部材または蓋体７１，７２を通過することなくカメラ９０に入射する。つまり、物体光は、実質的に処理液中を通過するときと、処理液の液面（気液界面）を通過するときに乱されるだけである。上記実施形態の図示された構成より明らかなように、基板８の基板位置判定に関与する部分（上部周縁部）から処理液の液面までの距離は比較的小さい。このため、基板位置判定を支障無く実行できる程度の鮮明度を有する画像をカメラ９０により撮像することができる。

【0120】

なお、図３に示すように第１蓋体７１が閉鎖位置に位置しているときに第１蓋体７１が処理液の液面に密接し、かつ第１蓋体７１が石英等の透明材料で形成されているなら、第１蓋体７１を閉鎖位置に位置させても基板位置判定を支障無く実行できる程度の鮮明度を有する画像をカメラ９０により撮像することができる場合もある。このような場合、第１蓋体７１が閉鎖位置に位置させた状態で得られた画像に基づいて基板位置判定を行ってもよい。

【0121】

また、処理槽３４が透明ならば、処理槽３４の下方から基板８を撮像してもよい。この場合、基板支持部材３６Ｂにおけるジャンプスロットの有無を判定することができる。ここで言うジャンプスロットとは、例えば、基板を勢いよく処理液中に沈めたときに、基板８に上向きの力がかかり、基板８の下側周縁部が基板支持部材３６Ｂの基板保持溝３６ＢＧから外れて、基板８が不適切な位置に移動することを意味している。なお、通常、処理槽３４の下方の空間には、液供給ライン、排液ラインおよびこれらラインに付設された各種機器類が設けられるが、これらラインおよび機器類は撮像の邪魔にならないように配置することが好ましい。

【0122】

また、処理槽３４が透明ならば（例えば処理槽が石英製の場合）、カメラ９０が内槽３４Ａの側方から基板８を撮像してもよい。この場合、より鮮明な画像を得るという観点から、図１６に示すように、外槽（３４Ｂ）が内槽（３４Ａ）の上部のみを取り囲むタイプの処理槽を用いることができる。この場合、カメラ９０を、カメラレンズが内槽３４Ａの側面に密着するように設けても良い。なお、基板位置判定を支障無く実行できる程度の鮮明度を有する画像を得ることができるのであれば、外槽（３４Ｂ）および内槽（３４Ａ）を介して基板８の画像を撮像してもよい。

【0123】

基板８の保持のための基板押さえ（７４）を用いないで基板支持部材（３６Ｂ）により基板を下方から支持しただけの状態で基板の処理が行われるタイプの基板液処理装置も存在する。この場合、処理液を勢いよく沸騰させた場合、あるいはバブリングのために勢いよくガスを吐出させた場合に、基板が基板支持部材から浮き上がり、ジャンプスロットが生じることがある。このようなジャンプスロットの発生も、処理槽３４の側方または下方に設けたカメラにより撮像した映像に基づいて上記と同様の基板位置判定を行うことにより検出することができる。

【0124】

また、液中から引き上げられた基板支持部材３６Ｂに保持された基板８の位置を確認するためのカメラを追加で設けてもよい。これにより、基板の処理中に生じた基板の位置ずれ、あるいは基板を処理液から引き上げるときに生じた基板の位置ずれを検出することができる。

【0125】

上記実施形態では処理液がリン酸水溶液であったが、これに限定されるものではなく、例えば、ＳＣ１やリン酸水溶液に酢酸等の添加物を混合した処理液を用いてもよい。また、上記実施形態では、エッチングされる膜をシリコン窒化膜としていたが、これに限らず、その他のエッチング対象となる膜であってもよい。また、処理槽内で基板に施される処理は、エッチング工程を含んでいなくてもよく、洗浄工程のみを含むものであってもよい。すなわち、処理槽において、処理液の液面から飛沫が生じるような条件で処理を行う場合に、本発明は適用される。基板は、半導体ウエハに限定されるものではなく、ガラス、セラミック等の他の材料からなる基板であってもよい。

【0126】

なお、明細書中において部材の前に付けられた「第１（の）」、「第２（の）」といった序数と、特許請求の範囲に記載された構成要素の前に付けられた序数とが必ずしも一致していないことに注意されたい（例えば「蓋体」について）。

【符号の説明】

【0127】

３４、３４Ａ 処理槽
３６Ｂ 基板支持部材
３６ 昇降機構
９０ 撮像部
９４ 基板位置判定部
７ 制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】