[发明专利]基板处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及使用处理液对半导体晶片、液晶显示装置用玻璃基板、光掩模用玻璃基板等基板（以下，仅称为“基板”）进行处理的基板处理装置，特别是作为在将基板浸渍到被加热至高温度的处理液中实施处理时对处理液的浓度进行控制的技术是有用的。

背景技术

以往，作为这种基板处理装置，已知一种例如使用高温度的磷酸（H₃PO₄）溶液来对基板表面的氮化硅膜（SiN）进行蚀刻处理的基板处理装置。

例如，在半导体晶片工艺中，当使用磷酸溶液对氮化硅膜进行蚀刻时，在基板表面，通常除了氮化硅膜之外还存在二氧化硅膜（SiO₂)。在这种情况下，通常要求蚀刻对象仅为氮化硅膜，而二氧化硅膜几乎不会通过处理液被蚀刻。

作为氮化硅膜和二氧化硅膜通过磷酸溶液被蚀刻的机制，已知氮化硅膜通过磷酸溶液中的水被蚀刻，二氧化硅膜通过磷酸溶液中的磷酸被蚀刻。

因此，为了精度良好地管理氮化硅膜的蚀刻量，处理液的浓度即药液和稀释液的混合比例以及处理液的温度非常重要。而且，通常在处于高温的磷酸溶液中，作为稀释液的水的蒸发量较多，通过补充水而进行的浓度控制是重要的。作为具备将处理液的温度或浓度保持恒定的单元的基板处理装置，已知下述专利文献1～2中记载的装置。

例如，在专利文献1中公开了一种基板处理装置，其在通过补充水对磷酸浴进行浓度控制时，将磷酸浴的沸腾温度作为设定温度，按照对当前温度与设定温度进行比较的结果，自动控制水的补充速度。在该装置中，实际上控制的仅是处理液的温度，因此成为依赖于处理液的浓度不应在沸腾浓度以下这种物理现象的稀释液补充方法。

此外，在专利文献2中公开了一种基板处理装置，其包括：温度控制单元，为了使处理液的温度成为设定温度而对加热单元进行操作；补充单元，为了调整处理液的浓度而将稀释液补充到处理槽中；浓度检测单元，根据处理液的比重等对处理液的浓度进行检测；以及浓度控制单元，调整稀释液的补充量以使检测出的处理液的浓度与沸点温度相比稍高。

专利文献1：日本特开平11-200072号公报

专利文献2：日本特开2004-221540号公报

然而，在专利文献1中记载的装置的情况下，由于与磷酸浴的沸腾温度相对应的磷酸浴浓度是固定的，因此存在如果氮化硅膜的蚀刻速度被确定，则处理液的浓度和温度被同时确定，无法各自独立地进行调整的问题。此外，需要稀释液的补充量略多于本来的蒸发量地进行补充，但如果补充量过多，则会成为处理液的温度降低或处理液发生崩沸的原因。处理液的崩沸会存在例如使处理槽内的晶片破损等问题。

此外，在专利文献2中记载的装置的情况下，由于浓度检测单元将由处理槽内的检测端供给的气体的压力换算为处理液的比重，因此根据处理液的温度、处理槽内的液量、处理槽内的处理液的流动，由检测端供给的气体的压力会发生变化。因而，需要在处理液的温度、处理槽内的液量、处理槽内的流动为恒定的条件下进行检测。但是，在实际的运用中存在如下问题：当为了控制处理液的浓度而将稀释液补充到处理液中时，由于处理液的温度也发生变化，因此直到处理液的温度恢复到设定温度为止，无法测量准确的浓度。此外，由于处理槽内的处理液的流动会因各种各样的因素发生变化，因此有时尽管没有浓度变动，但由于处理槽内的处理液的流动的变化，将其作为处理液浓度的变化而捕捉，从而补充或者停止稀释液，导致实际的处理液的浓度发生变化，其结果是氮化硅膜的蚀刻量会发生变化。

进而，在专利文献1和2所记载的现有技术中，都存在如下问题。也就是，这两种现有技术都只能在处理液的温度为恒定的条件下对处理液的浓度进行控制，但在实际的处理工艺中，例如当半导体晶片被浸渍到高温的处理槽内时，处理槽内的处理液的温度会降低。在这种情况下，在现有技术中，在直到处理槽内的处理液的温度恢复到设定温度附近为止的期间内，由于处理液的浓度变得不明确，因此不执行浓度控制，从而不得不停止补充稀释液。作为其结果，稀释液会蒸发，处理液的浓度会上升，从而成为氮化硅膜的蚀刻速度不稳定的原因。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种基板处理装置，所述基板处理装置由于能够直接检测处理液的浓度，因此能够几乎不受处理液温度影响地执行独立的浓度控制，从而能够精度良好地对基板进行药液处理。

上述目的能够通过如下所述的本发明来实现。