(57)【要約】【課題】  処理槽内の処理液の濃度を一定に維持して、処理液の突沸を未然に防止することができ、比較的短時間で濃度を制御できる。【解決手段】  温度制御部２０は加熱器６および８を操作して、処理槽１内の燐酸溶液を設定温度にし、燐酸溶液が設定温度範囲に入ると濃度制御部２６が作動する。濃度制御部２０は、燐酸溶液の濃度が目標濃度を超える場合は、流量調整弁１８を操作して純水を補充する。その濃度が目標濃度を下回る場合は、純水補充を停止し、加熱された燐酸溶液からの純水の蒸発により濃度を上昇させる。燐酸溶液が設定温度範囲にあるときにのみ濃度調整のために純水が供給されるので、純水供給に起因した燐酸溶液の突沸を防止することができ、温度を所定範囲に追い込んでから濃度制御を開始するので、比較的短時間で設定濃度に制御できる。【選択図】        図１
2004221540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬液と希釈液とを混合してなる処理液を加熱し、この処理液中に基板を浸漬して処理を施す基板処理装置において、
処理液を貯留する処理槽と、
処理液を加熱する加熱手段と、
処理液の温度を検出する温度検出手段と、
処理液の検出温度が設定温度になるように加熱手段を操作する温度制御手段と、
処理槽に希釈液を補充する補充手段と、
処理液の濃度を検出する濃度検出手段と、
温度検出手段により処理液が設定温度に近い温度範囲に入ったと検出されたときにのみ作動し、濃度検出手段による処理液の検出濃度が、処理液の設定温度に対応した沸点濃度よりも少し高くなるように、補充手段を操作して希釈液の補充量を調整する濃度制御手段と
を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置において、前記装置はさらに、
前記処理槽から溢れ出した処理液を回収する回収槽と、
この回収槽で回収された処理液を処理槽に戻す循環系と
を備えている基板処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の基板処理装置において、
前記加熱手段は、処理槽に付設されて処理槽内の処理液を加熱する槽用加熱器と、前記循環系を循環する処理液を加熱する循環系加熱器とを備えている基板処理装置。
【請求項４】
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記濃度検出手段は、処理液の比重を実質的に検出することにより、処理液の濃度を検出するものである基板処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載の基板処理装置において、
前記濃度検出手段は、処理槽内の所定深さに検出端を有し、この検出端に付与される処理液の圧力を検出するものである基板処理装置。
【請求項６】
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記濃度制御手段は、処理液の検出濃度が目標濃度を超えるときは希釈液を補充し、処理液の検出濃度が目標濃度を下回るときは希釈液の補充を停止する基板処理装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の基板処理装置において、
前記処理液は、薬液としての燐酸と希釈液としての純水とを混合してなる燐酸溶液である基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板等の基板（以下、単に「基板」と称する）を処理液で処理する基板処理装置に係り、特に、高温度に加熱された処理液中に基板を浸漬して処理を施す技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の装置として、例えば基板表面のシリコン窒化膜を高温度の燐酸（Ｈ3ＰＯ4）溶液を用いてエッチング処理する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、その濃度の制御手法としては、温度と同時に濃度を独立して制御するものが挙げられる（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
以下、図５を参照して説明する。この装置は、燐酸溶液を貯留する処理槽１０１と、この処理槽１０１から溢れた燐酸溶液を回収する回収槽１０２と、この回収槽１０２に回収された燐酸溶液を処理槽１０１に戻す循環系１０３と、処理槽１０１内の燐酸溶液を絶えず加熱している加熱器１０４と、燐酸の供給部１０５と、燐酸溶液の温度調整のために処理槽１０１に純水を補充する補充部１０６とを備えている。
【０００４】
シリコン酸化膜との高エッチングレートを維持するために、所定濃度に調整された燐酸溶液は、その濃度に応じた沸点直前の高温度（１２０〜１７０℃）に保たれている。燐酸溶液が設定温度よりも高い場合は、補充部１０６から処理槽１０１内に純水を補充することによりその温度が下げられ、逆に設定温度よりも低い場合は、純水を補充せずに加熱器１０４によってその温度が上げられる。
【０００５】
エッチング処理される基板Ｗは略「Ｌ」の字状の保持アーム１０７の水平ガイド１０７ａ上に等間隔に直立した状態に並べられて処理槽１０１内に投入される。処理槽１０１には、保持アーム１０７に保持された基板Ｗ群を出し入れするための上部開口に、開閉自在のカバー１０８が設けられている。保持アーム１０７が処理槽１０１の外にあるとき、カバー１０８は閉じられている。基板Ｗ群を処理槽１０１に投入するとき、カバー１０８が開けられる。基板Ｗ群が処理槽１０１に投入された後、カバー１０８が再び閉じられて図４に示す状態でエッチング処理される。この状態で保持アーム１０７の吊り下げアーム１０７ｂは、カバー１０８に形成された開口１０８ａを通って外部へ導出されている。
【特許文献１】特開平９−１８１０４１号公報（第３頁、第１図）
【特許文献２】特開平１１−１５４６６５号公報（段落番号［００１５］〜［００１７］及び図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、基板Ｗ群が処理槽１０１の外にある「ロットアウト」状態から、基板Ｗ群が処理槽１０１内に投入された「ロットイン」状態になると、処理槽１０１内の燐酸溶液の濃度が著しく変動するという問題がある。燐酸溶液の濃度変動はエッチング処理の品質を低下させる。また、ロットイン状態になったときに、燐酸溶液が突然に沸騰（突沸）することもある。燐酸溶液が突沸すると燐酸溶液の激しい流動のために基板Ｗ群が振動して基板Ｗ群に悪影響を及ぼす。
【０００７】
また、濃度と温度を同時にそれぞれ独立して制御する手法は、外乱がなく温度が安定している場合には濃度を精度良く制御することが容易である。しかしながら、温度が安定していることは稀であるので、その手法では濃度が設定値に達するまでに長時間を要するという問題点がある。
【０００８】
このような問題点について、図６のような温度・濃度（比重）変化の具体例を示して説明する。
この例では、図６（ａ）に示すように、温度がｔｍ０である時点ｔ＝０から設定温度ｔｍ１に向けて加熱を開始しつつ、図６（ｂ）に示すように、濃度がｃｎ０から設定濃度ｃｎ１に向けて制御され、そのために純水注入が行われる。すると、純水注入及び加熱により濃度が低下し、加熱は設定温度ｔｍ１に向けて継続される中で、濃度は温度が設定温度ｔｍ１に達する前に設定濃度ｃｎ１を一旦下回り、温度が設定温度ｔｍ１に達する時点ｔ２よりも後に設定濃度に到達する。つまり、温度と濃度を同時に制御することにより、温度の影響で濃度が変動し、濃度制御のための純水注入によっても濃度が変動してしまう影響を大きく受けている。その結果、上述した問題が生じる。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、処理槽内の処理液の濃度を一定に維持して、処理液の突沸を未然に防止することができ、比較的短時間で濃度を制御できる基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記従来技術の問題点を解決すべく鋭意研究した結果、次のような知見を得た。
【００１１】
基板Ｗ群が槽外（ロットアウト状態）にあるとき、カバー１０８は閉じられているが、保持アーム１０７はカバー１０８の上方位置にあるので、カバー１０８の開口１０８ａは開放された状態にある。そのため処理槽１０１内の燐酸溶液がもっている熱は、開口１０８ａを通して外部に幾分逃げている。このようなロットアウト状態で、処理槽１０１内の燐酸溶液が沸点直前の高温度に維持されて熱的にバランスするように加熱器１０４が調整されている。
【００１２】
次に、基板Ｗ群が槽内（ロットイン状態）に投入されると、ロットアウト状態のときと同様にカバー１０８は閉じられるが、保持アーム１０７の吊り下げアーム１０７ｂがカバー１０８の開口１０８ａを通って外部に導出される関係で、開口１０８ａが吊り下げアーム１０７ｂによって閉塞された状態になる。そのため、ロットアウト状態のときにはこの開口１０８ａを介して外部に逃げていた燐酸溶液の熱が逃げ場を失うことになる。つまり処理槽１０１の熱的バランスが崩れて保温効果が高まる結果、燐酸溶液の温度が急に上昇する。この温度上昇は図示しない温度検出器によって検出され、補充部１０６から純水が槽内に補充されて燐酸溶液の温度が下げられる。この純水の補充により燐酸溶液の濃度が低下して濃度変動を引き起こす。また、燐酸溶液の濃度が低下すると、その濃度に対応する沸点も急激に下がるので、沸点が槽内の燐酸溶液の温度を下回る結果、純水の補充により温度が下げられているにも関わらず燐酸溶液の突沸を引き起こす。
【００１３】
また、濃度制御については、温度と同時に行うよりも、設定温度を含む一定の範囲に温度を追い込んだ後に行った方が、従来よりも短時間で濃度の設定値に近づけることが可能であることがわかった。
【００１４】
以上の知見に基づく本発明は次のような構成を採る。
すなわち、請求項１に記載の発明は、薬液と希釈液とを混合してなる処理液を加熱し、この処理液中に基板を浸漬して処理を施す基板処理装置において、処理液を貯留する処理槽と、処理液を加熱する加熱手段と、処理液の温度を検出する温度検出手段と、処理液の検出温度が設定温度になるように加熱手段を操作する温度制御手段と、処理槽に希釈液を補充する補充手段と、処理液の濃度を検出する濃度検出手段と、温度検出手段により処理液が設定温度に近い温度範囲に入ったと検出されたときにのみ作動し、濃度検出手段による処理液の検出濃度が、処理液の設定温度に対応した沸点濃度よりも少し高くなるように、補充手段を操作して希釈液の補充量を調整する濃度制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、処理液の温度制御と処理液の濃度制御とが各々独立して行なわれる。例えば、基板が処理槽に投入された状態で、何らかの原因で処理槽内の処理液の温度が上昇した場合、温度制御手段が加熱手段を操作して処理液の温度上昇を抑制する。つまり、従来装置のように希釈水を補充して処理液の温度を下げる、という温度調整手法を採らないので、処理液の温度調整に伴って処理液の濃度が変動することがない。これにより処理液の突沸も未然に防止することができる。また、濃度制御手段は、処理液の検出濃度が、処理液の設定温度に対応した沸点濃度よりも少し高くなるように、補充手段を操作して希釈液の補充量を調整するので、処理液のエッチングレートを高い状態で維持することができる。さらに、処理液の温度が設定温度から大きく外れている場合に濃度制御を行なうと、処理液の濃度低下に基づく突沸の危険性があるので、濃度変動の範囲に留意が必要である。しかし、濃度制御手段は、処理液が設定温度に近い温度範囲に入ったときにのみ濃度制御を行なうので、設定温度に対応した沸点濃度を考慮すればよく、突沸の危険性を一層低減することができ、しかも比較的短時間で濃度及び温度を制御できる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理装置において、前記装置がさらに、前記処理槽から溢れ出した処理液を回収する回収槽と、この回収槽で回収された処理液を処理槽に戻す循環系とを備えている。このような構成によれば、処理液の利用効率を向上することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の基板処理装置において、前記加熱手段が、処理槽に付設されて処理槽内の処理液を加熱する槽用加熱器と、前記循環系を循環する処理液を加熱する循環系加熱器とを備えている。このような構成によれば、処理液を効率よく加熱することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理装置において、前記濃度検出手段が、処理液の比重を実質的に検出することにより、処理液の濃度を検出するものである。このような構成によれば、処理液の濃度を比較的に簡単に検出することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の基板処理装置において、前記濃度検出手段が、処理槽内の所定深さに検出端を有し、この検出端に付与される処理液の圧力を検出するものである。処理槽内の所定深さにおける処理液の圧力は、処理液の比重に比例するので、処理液の圧力を検出することにより、処理液の比重が判り、その比重から処理液の濃度を知ることができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理装置において、前記濃度制御手段は、処理液の検出濃度が目標濃度を超えるときは希釈液を補充し、処理液の検出濃度が目標濃度を下回るときは希釈液の補充を停止するものである。この構成によれば、希釈液を補充することにより処理液の濃度が低下しする。一方、希釈液の補充を停止すると、加熱された処理液中からの希釈液の蒸発によって、処理液の濃度は自ずと上昇する。したがって、請求項６に記載の発明によれば、処理液の濃度を容易に目標濃度に維持することができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の基板処理装置において、前記処理液が、薬液としての燐酸と希釈液としての純水とを混合してなる燐酸溶液である。請求項７に記載の発明によれば、一定濃度の燐酸溶液を沸点に近い温度に維持して処理できるので、窒化膜などを高いエッチングレートで処理することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、処理液の温度調整に伴って処理液の濃度が変動することがなく、処理液の突沸を未然に防止することができる。また、処理液の設定温度に対応した沸点濃度よりも少し高くなるように、希釈液の補充量を調整するので、処理液のエッチングレートを高い状態で維持することができる。さらに、濃度制御手段は、処理液が設定温度に近い温度範囲に入ったときにのみ濃度制御を行なうので、設定温度に対応した沸点濃度を考慮すればよく、突沸の危険性を一層低減することができ、しかも比較的短時間で濃度及び温度を制御できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１は本発明の一実施例に係る基板処理装置の概略構成を示すブロック図である。ここでは薬液として燐酸と希釈液として純水とを混合して得られた処理液である燐酸溶液を加熱し、この燐酸溶液中に基板（例えば半導体ウエハ）を浸漬してエッチング処理する装置を例に採って説明する。
【００２４】
この基板処理装置は、燐酸溶液を貯留する処理槽１を備えている。この処理槽１の周囲には、処理槽１から溢れ出た燐酸溶液を回収するための回収槽２が設けられている。回収槽２で回収された燐酸溶液は循環系３を介して処理槽１に戻される。この循環系３は、回収槽２と処理槽１の底部に設けられた噴出管１ａとを連通接続する配管４に、送液用のポンプ５、循環系加熱器６、およびフィルタ７を介在して構成されている。循環系加熱器６は、処理槽１に戻される燐酸溶液を加熱するためのものである。フィルタ７は、処理槽１に戻される燐酸溶液からパーティクルを除去するために設けられている。処理槽１と回収槽２の外周囲には、槽内の燐酸溶液を加熱するための槽用加熱器８が設けられている。循環系加熱器６および槽用加熱器８は、本発明における加熱手段に相当する。
【００２５】
処理槽１の上部には開閉自在のカバー９が設けられている。処理対象である複数枚の基板Ｗは昇降自在の保持アーム１０に等間隔に直立姿勢で保持されている。保持アーム１０が槽外にあるとき、カバー９は閉じられている。基板Ｗ群を保持アーム１０に保持して槽内に投入するとき、カバー９が開けられる。基板Ｗ群が槽内に投入されてエッチング処理を施している間、カバー９は再び閉じられる。これらの点は図４に示した従来装置の場合と同様である。
【００２６】
回収槽２には燐酸を供給する燐酸供給部１１が配設されている。燐酸供給部１１は、回収槽２の上部に配設されたノズル１２と、このノズル１２を燐酸供給源に連通接続する配管１３と、この配管１３に介在する流量調整弁１４とを備えている。また、処理槽１には純水を補充するための純水補充部１５が配設されている。純水補充部１５は、処理槽１の縁近傍に配設されたノズル１６と、このノズル１６を純水供給源に連通接続する配管１７と、この配管１７に介在する流量調整弁１８とを備えている。純水補充部１５は、本発明における補充手段に相当する。
【００２７】
処理槽１内には燐酸溶液の温度を検出する温度センサ１９が設けられている。この温度センサ１９の検出信号は温度制御部２０に与えられる。温度制御部２０は、この検出信号に基づいて循環系加熱器６をＰＩＤ（比例・積分・微分）制御するとともに、槽用加熱器８をＯＮ／ＯＦＦ制御する。具体的には、温度制御部２０は、燐酸溶液の温度が１５９．７〜１６０．３°Ｃの範囲に入るように循環系加熱器６を制御する。また、温度制御部２０は、燐酸溶液の温度が１６０．３°Ｃ以下では槽用加熱器６をＯＮ状態に維持し、１６０．３°Ｃを超えるとＯＦＦ状態にする。温度センサ１９は本発明における温度検出手段に、温度制御部２０は本発明における温度制御手段に、それぞれ相当する。
【００２８】
さらに処理槽１には燐酸溶液の濃度を検出する濃度検出装置２１が付設されている。この濃度検出装置２１は、燐酸溶液の濃度と燐酸溶液の比重との間に相関関係があることに着目して、燐酸溶液の比重を実質的に検出することにより、燐酸溶液の濃度を検出するものである。また、燐酸溶液の比重は処理槽１内の所定深さにおける圧力と相関関係をもつので、濃度検出装置２１は、処理槽１内の所定深さに検出端を有し、この検出端に付与される処理液の圧力を検出することによって、燐酸溶液の濃度を検出している。以下に、濃度検出装置２１の構成を具体的に説明する。
【００２９】
濃度検出装置２１は、検出管２２と、レギュレータ２３と、圧力検出部２４と、濃度算出部２５とを備えている。検出管２２は、燐酸溶液に耐性を有するフッ素樹脂等で形成されており、その先端部である圧力検出端は処理槽１内の所定深さに位置するように設けられている。レギュレータ２３は、窒素ガス供給源からの窒素ガスを一定流量にして検出管２２に供給する。すると、定常状態においては、窒素ガスの放出圧力は、処理槽１の液面から所定深さにおける液圧にほぼ等しいものとみなすことができる。圧力検出部２４は、この検出管２２内の窒素ガス圧力を測定する圧力センサを備えている。したがって、この圧力検出部２４からの出力信号は、処理槽１の液面からの所定深さにおける液圧であるとみなすことができる。濃度算出部２５は、圧力検出部２４からの圧力に応じた電圧と濃度との対応関係を表した検量線データを予め記憶しており、圧力検出部２４からの検出信号（電圧）に基づいて、処理槽１内の燐酸溶液の濃度を求める。
【００３０】
具体的な濃度算出手法は、特開平１１−２１９９３１号公報に詳述されているが、簡単に説明すると以下のようなものである。
すなわち、圧力検出部２４からの検出信号（電圧）と液圧とは所定の関数関係を有し、液圧は、液面から検出管２２の検出端までの距離（深さ）と、燐酸溶液の比重との積に比例する値に大気圧を加えたものとしても表すことができる。したがって、検出端における液圧は、燐酸溶液の濃度と、検出端の深さとを変数とする関数で表現することができる。このため濃度及び深さは、圧力検出部２４が出力した電圧との間に一定の関係が成り立つ。この関係から、所定深さに対して濃度と電圧との関係を予め求めておくことにより、圧力検出部２４からの電圧に基づいて燐酸溶液の濃度を求めることができる。
以上の濃度検出装置２１は、本発明における濃度検出手段に相当する。
【００３１】
濃度検出装置２１で得られた燐酸溶液の濃度データは濃度算出部２５から濃度制御部２６に与えられる。濃度制御部２６は、燐酸溶液の検出濃度が燐酸溶液の設定温度に対応した沸点濃度よりも少し高くなるように、純水の流量調整弁１８を操作して純水の補充量を調整する。具体的には、濃度制御部２６は、燐酸溶液の検出濃度に基づいてＰＩＤ（比例・積分・微分）制御によって流量調整弁１８を操作する。
【００３２】
主制御部２７は、本基板処理装置の全体を管理するために設けられている。具体的には、主制御部２７は、温度制御部２０に対する燐酸溶液の設定温度の指令、濃度制御部２６に対する燐酸溶液の目標濃度の指令、および燐酸の流量調整弁１４の操作指令などを与える。
【００３３】
次に本基板処理装置の動作を図２のフローチャートを参照して説明する。
【００３４】
ステップＳ１，Ｓ２
まず、燐酸の流量調整弁１４が開けられて、回収槽２に燐酸が供給される。回収槽２に供給された燐酸は、循環系３を介して処理槽１に送られる間に循環系加熱器６によって加熱される。処理槽１に導入された燐酸は槽用加熱器８によっても加熱される。
【００３５】
ステップＳ３，Ｓ４，Ｓ５
処理槽１内の燐酸の温度は温度センサ１９によって検出されて温度制御部２０に与えられる。温度制御部２０は、設定温度１６０°Ｃに対して±０．３°Ｃの範囲内で温度管理している。具体的には、液温度が１５９．７°Ｃ未満のときは、循環系加熱器６および槽用加熱器８による加熱を継続する。液温度が１６０．３°Ｃを超えるときは、循環系加熱器６および槽用加熱器８による加熱を停止して自然冷却によって液温度を下げる。ここで、液温度を下げるために純水を補充していない点に留意されたい。この点については後に詳しく説明する。液温度が１５９．７°Ｃから１６０．３°Ｃの範囲内に入ると次のステップＳ６に進む。
【００３６】
ステップＳ６
処理槽１内の液濃度が濃度検出装置２１によって逐次検出される。濃度制御部２６は、この検出濃度が予め設定された目標濃度になるように、ＰＩＤ制御により流量調整弁１８を操作して処理槽１に純水を補充する。この目標濃度は、燐酸溶液の設定温度に対応した沸点濃度よりも少し高くなるよう設定される。処理槽１内の燐酸溶液の検出濃度が目標濃度範囲を超える場合は純水の補充が継続される。一方、検出濃度が目標濃度範囲を下回る場合は、純水の補充が停止される。純水の補充が停止されると、燐酸溶液の加熱により燐酸溶液中の純水が蒸発して、燐酸溶液の濃度は自然に上昇する。
【００３７】
ステップＳ７，Ｓ８，Ｓ９
処理槽１内の燐酸溶液が目標濃度範囲に入って安定すると、保持アーム１０に保持された基板Ｗ群が処理槽１内に投入されて、基板Ｗ群のエッチング処理が始まる。予め定められた処理時間が経過するまで、ステップＳ２〜Ｓ６の温度制御および濃度制御が繰り返し行なわれる。処理時間が経過すると基板Ｗ群が槽内から引き上げられて、次の処理槽へ移送される。
【００３８】
次に本実施例における燐酸溶液の温度制御と濃度制御との関係を、図３を参照して説明する。
図３は、燐酸溶液の濃度および温度と、シリコン窒化膜エッチングレートとの関係を示すグラフである。同図に示すように、沸点ＢＰは、燐酸溶液の濃度が高くなるにつれて高くなる性質を有する。また、本実施例では、温度制御部２０が燐酸溶液の温度を一定に保つように制御していることから、シリコン窒化膜のエッチング時の選択比（エッチングレート）は、濃度の変動に応じて、温度ごとのエッチングレート曲線ＥＲＣに沿って移動することになる。ここでは、温度１５０℃の場合を曲線ＥＲＣ１とし、温度１６０℃の場合を曲線ＥＲＣ２とし、温度１７０℃の場合を曲線ＥＲＣ３としている。本実施例では燐酸溶液の設定温度は１６０℃であるので、曲線ＥＲＣ２に沿って濃度が変動する。曲線ＥＲＣ２上の沸点濃度ＢＰよりも少し高めの濃度域がサブ沸点ＳＢＰである。燐酸溶液の濃度を沸点ＢＰ境界の乱域ＴＺ側に位置するサブ沸点ＳＢＰに維持することでエッチングレートを最も高く維持することができる。本実施例の燐酸溶液の目標濃度は、このサブ沸点域に設定されている。
【００３９】
上述したように、本実施例おいて、燐酸溶液の温度が設定温度範囲を超えたときに、純水を供給することなく加熱停止によって燐酸溶液の温度を下げ（図２のステップＳ５）、また、濃度制御は、燐酸溶液の温度が１５９．７〜１６０．３℃の範囲に入ったときにのみ行なうようにしている（ステップＳ６）。その理由は次のとおりである。燐酸溶液が例えば１７０℃にまで上昇したときに、温度を下げるために純水を供給すると、燐酸溶液の濃度は図３の曲線ＥＲＣ３に沿って左方向（濃度が低下する方向）に変化する。そうすると、燐酸溶液が設定温度に対応した目標濃度（図３の曲線ＥＲＣ２上のサブ沸点ＳＢＰ）に達する前に、沸点ＢＰに達して突沸を引き起こすおそれがある。突沸を避けるためには、純水の補充を徐々に行なう必要があるが、そうすると燐酸溶液を設定温度にするのに長時間を要する。
【００４０】
これに対して本実施例では、燐酸溶液の温度を循環系加熱器６と槽用加熱器８の操作のみで制御しているので、燐酸溶液の温度を昇降させても燐酸溶液の濃度が変動しない。したがって、燐酸溶液の突沸を未然に防止することができる。また、燐酸溶液の濃度調整のための純水補充は、燐酸溶液の温度が設定温度範囲に入っている場合にのみ行なうので、純水の補充により突沸が発生することもない。
【００４１】
以上のように本実施例によれば、燐酸溶液の設定温度に対応した曲線ＥＲＣ２に沿って、燐酸溶液の濃度が目標濃度よりも高い場合は純水が補充されて濃度が下げられ、逆に、燐酸溶液の濃度が目標濃度よりも低い場合は純水の供給が停止されて、加熱された燐酸溶液からの純水の蒸発によって濃度を上げているので、燐酸溶液の濃度をサブ沸点に精度よく維持することができ、もって燐酸溶液のエッチングレートを高い状態で維持することができる。
【００４２】
また、上記ステップＳ３〜Ｓ６における制御のように、液温度が所定範囲に入ったときのみ、濃度制御を行う場合の温度・濃度（比重）変化の具体例について図４を参照して説明する。
【００４３】
この例では、図４（ａ）に示すように、温度がｔｍ０である時点ｔ＝０から設定温度ｔｍ１に向けて加熱が開始されるが、その一方で濃度は図４（ｂ）に点線で示すように、純水注入が行われない非制御の状態にあるが、温度上昇に伴って濃度がｃｎ０から低下してゆく。そして、温度が時点ｔ３において所定範囲に入ったとすると、これを受けて濃度が設定濃度ｃｎ１に向けて制御され始める。このように温度が所定範囲に入ってから濃度制御を開始することにより、温度制御による濃度変化の悪影響を回避でき、設定濃度への到達時点ｔ４を従来に比較して短くすることができる。
【００４４】
本発明は、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形実施が可能である。
上記の実施例では、処理液として燐酸溶液を例に採って説明したが、硫酸溶液等の他の処理液であっても本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】実施例に係る基板処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】燐酸溶液の濃度および温度とシリコン窒化膜エッチングレートとの関係を示すグラフである。
【図４】温度・濃度（比重）変化の具体例を示すグラフであり、（ａ）は温度変化を、（ｂ）は濃度変化を示す。
【図５】従来装置の説明に供する図である。
【図６】従来の制御による温度・濃度（比重）変化の具体例を示すグラフであり、（ａ）は温度変化を、（ｂ）は濃度変化を示す。
【符号の説明】
【００４６】
Ｗ  …  基板
１  …  処理槽
２  …  回収槽
３  …  循環系
６  …  循環系加熱器（加熱手段）
８  …  槽用加熱器（加熱手段）
１１  …  燐酸供給部
１５  …  純水補充部（補充手段）
１９  …  温度センサ（温度検出手段）
２０  …  温度制御部（温度制御手段）
２１  …  濃度検出装置（濃度検出手段）
２６  …  濃度制御部（濃度制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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