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CN112017997B - 基板处理装置、基板处理系统及基板处理方法 - Google Patents

基板处理装置、基板处理系统及基板处理方法 Download PDF

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CN112017997B CN202010482294.1A CN202010482294A CN112017997B CN 112017997 B CN112017997 B CN 112017997B CN 202010482294 A CN202010482294 A CN 202010482294A CN 112017997 B CN112017997 B CN 112017997B
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Abstract

本发明涉及基板处理装置、基板处理系统及基板处理方法。本发明的课题在于根据处理的进展来调节处理液的循环流量。基板处理装置(1)具有：处理槽(11)，其使基板W浸渍于处理液；溢流槽(12)，其对从处理槽溢出的处理液进行回收；循环配管(13)，其将处理槽(11)与溢流槽(12)连接而使处理液循环；旁通配管(20)，其绕过设置于循环配管(13)的管线上加热器(16)和过滤器(17)而与循环配管(13)并行地连接；和开闭阀(21)，其对旁通配管(20)进行开闭，在硅浓度增高的蚀刻初期等将开闭阀(21)打开，使处理槽(11)中的处理液的流量增加。

Description

基板处理装置、基板处理系统及基板处理方法
技术领域
本发明涉及用处理液对半导体晶圆、液晶显示器用基板、等离子体显示器用基板、有机EL用基板、FED(场发射显示器，Field Emission Display)、光显示器用基板、磁盘用基板、光磁盘用基板、光掩模用基板、太阳能电池用基板(以下，简称为“基板”)进行处理的基板处理装置、基板处理系统及基板处理方法。
背景技术
用包含磷酸的处理液进行蚀刻时，若处理液中的硅浓度增高，则存在下述情况：处理液的蚀刻能力降低、或者硅再析出而附着于基板。因此，如专利文献1、2及3的记载，提出了下述技术：在具备处理槽、溢流槽、循环配管、泵、管线上加热器(in-line heater)、过滤器和排出流路的基板处理装置中，使处理液从循环配管的自过滤器与管线上加热器之间分支出的排出流路等中通过而排出，将处理液中的硅浓度保持在恒定范围内。
另外，为了提高处理液的替换速度，还提出了在处理槽内对基板进行鼓泡的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-148245号公报
专利文献2：日本特开2018-152622号公报
专利文献3：日本特开2018-157235号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在三维NAND半导体元件的制造工序中，作为处理对象的基板在其厚度方向上具有三维结构。因此，在对基板中的氮化硅(SiN)膜进行蚀刻的工序中，蚀刻速度快，结构内的处理液的替换速度跟不上，有蚀刻后的成分在结构内析出的可能性。
于是，本发明的一个方面以能够根据处理的进展来调节处理液的循环流量作为课题。
用于解决课题的手段
本发明的一个方面可由以下这样的基板处理装置来例示。
即，本基板处理装置为下述基板处理装置，其特征在于，在用处理液对基板进行处理的基板处理装置中，具备：
处理槽，其贮存前述处理液，使前述基板浸渍于该处理液而对其进行前述处理；
溢流槽，其对从前述处理槽溢出的前述处理液进行回收；
循环配管，其将前述溢流槽与前述处理槽连通连接；
泵，其设置于前述循环配管，使前述处理液循环；
管线上加热器，其设置于前述循环配管，将前述处理液调温至处理温度；
过滤器，其设置于前述循环配管，将前述处理液中的异物除去；
第一旁通配管，其在前述管线上加热器及前述过滤器的上游侧从前述循环配管分支出，绕过前述管线上加热器及前述过滤器而与前述循环配管并行地连接；
第一开闭阀，其对前述第一旁通配管进行开闭；和
控制部，其控制前述第一开闭阀的开闭从而对在前述处理槽中流通的前述处理液的流量进行调节。
就这样的发明而言，相对于供经由处理槽而循环的处理液流通的循环配管，具备：绕过管线上加热器及过滤器而与循环配管并行地连接的第一旁通配管；对第一旁通配管进行开闭的第一开闭阀；和控制第一开闭阀的开闭的控制部。因此，通过利用控制部将第一开闭阀打开，使处理液在第一旁通配管中流通，从而形成包含产生压力损失的管线上加热器及过滤器的循环配管的流路、和绕过上述要素的第一旁通配管的流路。因此，通过在对调节处理液的温度这样的管线上加热器的功能、从处理液除去异物这样的过滤器的功能进行维持的同时，也经由第一旁通配管使处理液循环，从而能够使得在处理槽中流通的处理液的流量增加。另外，通过利用控制部将第一开闭阀关闭，使处理液的流路仅为包含管线上加热器及过滤器的循环流路，从而能够减少在处理槽中流通的处理液的流量。因此，通过根据处理的进展来利用控制部对第一开闭阀的开闭进行控制，从而能够对在处理槽中流通的处理液的流量进行调节。
本发明中，也可以具备：
第二旁通配管，其在前述过滤器的上游侧从前述循环配管分支出，绕过前述过滤器而与前述循环配管并行地连接；和
第二开闭阀，其对前述第二旁通配管进行开闭，
前述控制部控制前述第一开闭阀及第二开闭阀的开闭从而对在前述处理槽中流通的前述处理液的流量进行调节。
如此，本发明中，相对于包含管线上加热器及过滤器的循环配管而言，还具备仅绕过过滤器而与循环配管并行地连接的第二旁通配管、对第二旁通配管进行开闭的第二开闭阀、和控制第二开闭阀的开闭的控制部。因此，通过利用控制部将第二开闭阀打开，使处理液在第二旁通配管中流通，从而形成包含管线上加热器及过滤器的循环配管的流路、和仅绕过过滤器的第二旁通配管的流路。因此，通过在对从处理液除去异物这样的过滤器的功能进行维持的同时，也经由第二旁通配管使处理液循环，从而能够进一步增加在处理槽中流通的处理液的流量。另外，通过利用控制部将第二开闭阀关闭，从而能够减少在处理槽中流通的处理液的流量。因此，通过根据处理的进展来利用控制部对第二开闭阀的开闭进行控制，从而能够更准确地对在处理槽中流通的处理液的流量进行调节。
例如，在因处理液的温度低而使处理液的粘度高、过滤器中的压力损失变大的情况下，打开第二开闭阀，使处理液也在绕过过滤器的第二旁通配管中流通，由此能够在利用管线上加热器进行处理液的调温的同时，增加在处理槽中流通的处理液的流量，能够缩短调温所需的时间。
此外，本发明中，也可以为：
前述第一旁通配管包括：加热器旁通配管，其绕过前述管线上加热器而与前述循环配管并行地连接；和过滤器旁通配管，其绕过前述过滤器而与前述循环配管并行地连接，
前述第一开闭阀包括：对前述加热器旁通配管进行开闭的加热器旁通开闭阀；和对前述过滤器旁通配管进行开闭的过滤器旁通开闭阀，
前述控制部对前述加热器旁通开闭阀及前述过滤器旁通开闭阀的开闭进行控制从而对在前述处理槽中流通的前述处理液的流量进行调节。
如此，本发明中，第一旁通配管包括：加热器旁通配管，其绕过管线上加热器而与循环配管并行地连接；和过滤器旁通配管，其绕过过滤器而与前述循环配管并行地连接。此外，第一开闭阀包括：对加热器旁通配管进行开闭的加热器旁通开闭阀；和对过滤器旁通配管进行开闭的过滤器旁通开闭阀，控制部对加热器旁通开闭阀及过滤器旁通开闭阀的开闭进行控制。因此，能够通过加热器旁通配管和过滤器旁通配管，各自独立地对绕过产生压力损失的管线上加热器及过滤器的第一旁通配管的流路进行开闭。即，能够将绕过管线上加热器及过滤器这两者的流路、仅绕过管线上加热器的流路、仅绕过过滤器的流路与包含管线上加热器及过滤器的循环配管并行地形成。因此，能够利用控制部，根据处理的进展来更准确地对在处理槽中流通的处理液的流量进行调节。
另外，本发明中，也可以为：前述控制部根据基于前述处理的前述处理液中的特定成分的浓度对在前述处理槽中流通的前述处理液的流量进行控制。
如此，根据本发明，在因处理而处理液中的特定成分的浓度增高的情况下，控制部以在处理槽中流通的处理液的流量增加的方式进行控制，从而能够加快处理液的替换速度，因此能够抑制在处理液中特定的浓度增高。
另外，本发明中，也可以为：
具备浓度检测部，所述浓度检测部对在前述循环配管中流通的处理液中的特定成分的浓度进行检测，
前述控制部基于由前述浓度检测部检测到的前述浓度对在前述处理槽中流通的前述处理液的流量进行调节。
如此，根据本发明，能够利用浓度检测部对处理液中的特定成分的浓度进行检测，因此控制部基于检测到的浓度、以在处理槽中流通的处理液的流量增加的方式进行控制，从而处理液的替换速度加快，由此能够更准确地抑制在处理液中特定的浓度增高。
另外，作为这样的特定成分，可举出硅，但并不限定于此。
另外，本发明中，也可以为：
前述基板为形成三维NAND半导体元件的基板，
前述处理为利用包含磷酸的蚀刻液作为前述处理液来对前述基板中包含的氮化硅膜进行蚀刻的处理。
如此，根据本发明，即使在三维NAND半导体元件的三维结构内进行氮化硅膜的蚀刻，而在该结构内蚀刻液中的硅浓度增高这样的情况下，控制部以使处理槽内的蚀刻液的流量增加的方式进行控制，从而能够加快该结构内的蚀刻液的替换速度。由此，能够降低硅浓度，能够抑制硅附着于基板而再析出。
另外，本发明也可以构成为具备上述基板处理装置的基板处理系统。
如此，在基板处理系统所包含的基板处理装置中，能够根据进展来调节处理液的循环流量。
另外，本发明的1个方面可由以下这样的基板处理方法而例示。
即，本基板处理方法为下述基板处理方法，其特征在于，使基板浸渍在贮存于处理槽的处理液中而进行处理，所述基板处理方法包括下述步骤：
经由与前述处理槽连通连接的循环配管，使前述处理液循环的步骤；
和控制对第一旁通配管进行开闭的第一开闭阀从而对在前述处理槽中流通的前述处理液的流量进行调节的步骤，所述第一旁通配管在将前述处理液调温至处理温度的管线上加热器及将前述处理液中的异物除去的过滤器的上游侧从前述循环配管分支出，绕过前述管线上加热器及前述过滤器而与前述循环配管并行地连接。
如此，根据本发明，通过打开第一开闭阀，使处理液在第一旁通配管中流通，从而形成包含产生压力损失的管线上加热器及过滤器的循环配管的流路、和绕过上述要素的第一旁通配管的流路。因此，通过在对调节处理液的温度这样的管线上加热器的功能、从处理液除去异物这样的过滤器的功能进行维持的同时，也经由第一旁通配管使处理液循环，从而能够使得在处理槽中流通的处理液的流量增加。另外，通过关闭第一开闭阀，使处理液的流路仅为包含管线上加热器及过滤器的循环流路，从而能够减少在处理槽中流通的处理液的流量。因此，通过根据处理的进展来对第一开闭阀的开闭进行控制，从而能够对在处理槽中流通的处理液的流量进行调节。
发明的效果
通过本发明涉及的基板处理装置，能够根据处理的进展来调节处理液的循环流量。
附图说明
[图1]图1为示出实施例1的基板处理装置的概略构成的框图。
[图2]图2为示出三维NAND的蚀刻处理的进展的示意图。
[图3]图3为对三维NAND的基板的构成进行说明的示意图。
[图4]图4为对实施例1的基板处理方法进行说明的时间图。
[图5]图5为示出实施例2的基板处理装置的概略构成的框图。
[图6]图6为对实施例2的基板处理方法进行说明的时间图。
[图7]图7为示出实施例3的基板处理装置的概略构成的框图。
[图8]图8为对实施例3的基板处理方法进行说明的时间图。
[图9]图9为示出实施例4的基板处理装置的概略构成的框图。
[图10]图10为示出基板处理系统的整体构成的俯视图。
附图标记说明
1、2、3、4···基板处理装置
11···处理槽
15···泵
16···管线上加热器
17···过滤器
20、36、38···旁通配管
21、37、39···开闭阀
40···硅浓度传感器
100···基板处理系统
W···基板
具体实施方式
<实施例1>
以下，参照附图，对本发明的实施例1详细地进行说明。需要说明的是，以下所示的实施例为本发明的一个方式，并不限定本发明的技术范围。图1为示出实施例1涉及的基板处理装置1的概略构成的框图。
基板处理装置1为用处理液将多张基板W一并进行处理的批式装置。该基板处理装置1具备处理槽11和溢流槽12。处理槽11具有能够收纳多张基板W的大小，其贮存处理液并基于处理液对多张基板W进行处理。溢流槽12设置于处理槽11的上缘的周围，将从处理槽11溢出的处理液回收。
处理槽11与溢流槽12由循环配管13连通连接。循环配管13的一端侧以从溢流槽12的上部朝向底部的方式配置，另一端侧与配置于处理槽11的底部的液体供给管141、142连接。在循环配管13上，从设置于溢流槽12侧的泵15朝向处理槽11侧、即处理液的下游侧，依次配置有管线上加热器16和过滤器17、开闭阀18、调节阀19。
泵15将贮存于循环配管13的处理液进行压送。管线上加热器16将在循环配管13中流通的处理液调温至处理温度(例如，约160℃)。过滤器17对在循环配管13中流通的处理液中的颗粒等异物进行过滤而除去。开闭阀18对循环配管13中的处理液的流通进行控制。另外，调节阀19对循环配管13中的处理液的流量进行控制。开启泵15时，贮存于溢流槽12中的处理液被吸入循环配管13，利用管线上加热器16进行调温，利用过滤器17进行过滤，并送至处理槽11。
在循环配管13上，在泵15与管线上加热器16之间连接有旁通配管20的一端。旁通配管20的另一端连接于循环配管13的调节阀19与液体供给管141、142之间。即，旁通配管20在管线上加热器16及过滤器17的上游侧从循环配管13分支出，绕过管线上加热器16及过滤器17而与循环配管13并行地连接。并且，在旁通配管20上，从泵15侧朝向处理槽11，依次配置有开闭阀21和调节阀22。开闭阀21对旁通配管20中的处理液的流通进行控制。另外，调节阀22对旁通配管20中的处理液的流量进行控制。通过用调节阀22对旁通配管中的处理液的流量进行控制，从而能够将在管线上加热器16、过滤器17中流动的处理液的流量调节为所需最低量，同时使得在处理槽11中流通的处理液的流量增加。需要说明的是，旁通配管20的另一端可以以与循环配管13独立的方式连接于处理槽11底部的液体供给管。旁通配管20与本发明的“第一旁通配管”对应，开闭阀21与本发明的“第一开闭阀”对应。
将处理液从处理液供给部23向处理槽11供给的处理液供给管24的一端配置于处理槽11。处理液供给部23中贮存有包含磷酸的处理液。在处理液供给管24上设置有开闭阀25，所述开闭阀25对从处理液供给部23向处理槽11的处理液的供给进行控制。就处理液供给部23而言，对贮存于处理槽11中的处理液进行供给，并且，为了抑制处理液的硅浓度等变得过高，也可以在处理液从处理槽11和循环配管13中通过而循环时补充处理液。
另外，一端连接于气体供给部27的气体供给配管28的另一端连接于配置在处理槽11底部的气体供给管261、262、263、264。在气体供给配管28上，从处理槽11侧起依次配置有开闭阀29和调节阀30。开闭阀29对从气体供给部27向气体供给管261～264的气体的供给进行控制。此外，调节阀对从气体供给部27向气体供给管261～264的气体的流量进行控制。气体(优选氮、氩等非活性气体)从气体供给部27经由气体供给配管28而供给，气泡从配置于处理槽11的底部的气体供给管261～264释放至处理液中，由此进行鼓泡，从而使得处理液从底部向上方的替换速度增加。
另外，在处理槽11的底部连接有排液配管31的一端。排液配管31的另一端连接于废液处理部(未图示)。在排液配管31上设置有开闭阀32，所述开闭阀32对经由排液配管31的处理液的排出进行控制。
就基板W而言，利用基板保持部33的设置于主体板331下部的保持棒332、333、334而保持为竖立姿态。通过升降单元34，基板保持部33在图1所示的基板W在处理槽11内部浸渍于处理液的处理位置、与处理槽11上方的待机位置之间升降移动。
上述的泵15、管线上加热器16、过滤器17、开闭阀18、调节阀19、开闭阀21、调节阀22、开闭阀25、开闭阀29、调节阀30、开闭阀32及升降单元34由控制部35统括。控制部35可以由具有CPU等处理器、RAM、ROM等主存储装置、EPROM等辅助存储装置的计算机构成。辅助存储装置中存储有各种程序、各种表格控件等，将存储于其中的程序下载至主存储装置的作业区域来执行，通过程序的执行来对各构成部等进行控制，由此能够实现后述这样的符合规定目的的各功能。
(三维NAND基板的结构)
此处，以作为本发明的适宜应用例的具有三维结构的三维NAND的制造工序中的蚀刻处理为例子进行说明。
在制造三维NAND半导体元件(以下，简称为“三维NAND”。)的情况下，在硅基材S上交替地制备氧化硅(SiO2)膜Ma和氮化硅(SiN)膜Ea并进行层叠。然后，在将叠层贯通的方向(晶圆的法线方向)上开孔，在该孔中，以同心圆状形成例如氧化铝(Al2O3)膜、氮化硅膜、氧化硅膜，在中心部配置多晶硅。通过这样的方式，形成具有三维结构的基板W，所述三维结构为大量的柱Mb将层叠于硅晶圆上的氧化硅膜Ma和氮化硅膜Ea贯通的三维结构。针对这样的基板W，在法线方向上层叠的氮化硅膜Ea由包含磷酸的处理液进行蚀刻。
图2为示意性地示出这样的基板W被包含磷酸(H3PO4)的蚀刻液蚀刻的过程的图。基板W中，以将叠层贯通的方式形成有狭缝SL，通过在该狭缝SL中导入蚀刻液，从而使得狭缝SL的两侧的叠层所包含的氮化硅膜Ea被选择性地蚀刻。斜线所示的氮化硅膜Ea的蚀刻从图2(A)向图2(B)、图2(C)、图2(D)进展。图3是通过与氮化硅膜平行的截面示意性地示出图2(A)中的氮化硅膜Ea与柱Mb的关系的图。如此，在图2(A)所示的蚀刻处理的初期，在狭缝SL的两侧露出的氮化硅膜Ea从狭缝SL附近起被蚀刻，如图2(B)至图2(C)所示，蚀刻逐渐地向柱Mb所配置的区域进展。如此，在蚀刻处理的初期，从基板W除去的硅的量多，因此处理液中的硅浓度增高。另外，由于蚀刻在基板W的三维结构内进行，因此若沿着基板W表面的处理液的流速不充分，则存在下述可能性：结构内的硅的替换速度跟不上，经蚀刻而形成的硅等成分附着于结构内，从而析出。此处，硅与本发明的“特定成分”对应，蚀刻液与本发明的“处理液”对应。
本实施例的基板处理装置1中，对于以竖立姿态保持于基板保持部33并浸渍于处理液中的基板W，处理液从溢流槽12借助泵15在循环配管13中流通，并从配置于处理槽11底部的液体供给管141、142供给。因此，在处理槽11内，产生从铅垂方向的下方朝向上方、在沿着基板W表面的方向上的处理液的流动。另外，从气体供给部27供给的气体也从配置于处理槽11底部的气体供给管261～264向处理槽11内供给，同样地，在处理槽11内从铅垂方向的下方朝向上方、以气泡的形式在处理液中上升，促进沿着基板W表面的方向上的处理液的流动。
如上所述，就本实施例涉及的基板处理装置1而言，相对循环配管13而设置有未从管线上加热器16及过滤器17通过的旁通配管20。管线上加热器16及过滤器17是处理液流通时产生压力损失的要素。因此，通过以将设置于旁通配管20上的开闭阀21打开的方式进行控制，处理液在包含管线上加热器16、过滤器17的循环配管13和旁通配管20这两者中流通。由此，在处理槽11中流通的处理液的流量增加，基板W的三维结构内的处理液的替换速度也增加。
(基板处理方法)
以下，对实施例1涉及的基板处理方法进行说明。图4为实施例1涉及的基板处理方法的时间图。图4中，仅对基板处理装置1的构成中与下文说明的基板处理方法直接相关的构成进行记载。
首先，为了将处理液供给至处理槽11，控制部35将开闭阀25打开。由此，从处理液供给部23供给处理液(t1时间点)。此时，控制部35使基板保持部33位于待机位置，将泵15关闭，将开闭阀18打开。
接着，就控制部35而言，使处理槽11及溢流槽12以及循环配管13中充满处理液后，将管线上加热器16开启而开始调温，并且开启泵15，使贮存于处理槽11及溢流槽12以及循环配管13中的处理液循环(t2时间点)。进而，控制部35将开闭阀25关闭，停止处理液的供给(t3时间点)。
在处理液的温度达到处理温度后，为了调温，控制部35也将管线上加热器16维持为开启状态。
控制部35利用升降单元34使基板保持部33下降至处理位置(t4时间点)。由此，保持于基板保持部33的基板W浸渍于处理液中，开始对基板W的蚀刻处理。
控制部35将开闭阀21打开(t5时间点)。通过将开闭阀21打开，处理液在循环配管13以及旁通配管20中并行地流通，因此在处理槽11内流通的处理液的流量增加。由此，能够使得在基板W的表面流动的处理液的流速增加，使基板W表面的硅浓度降低。由此，能够使基板W的结构内的硅浓度降低，从而能够抑制硅成分在结构内析出。另外，即使将开闭阀21打开，由于处理液在循环配管13和旁通配管20这两者中并行地流通，因此利用过滤器17进行的颗粒过滤、利用管线上加热器16进行的调温也并行地进行。开闭阀21的打开基于由基板保持部33下降至处理位置所引起的蚀刻处理开始的时机、或者从其他的在先时机起的经过时间来控制。在蚀刻处理的初期，处理液中的颗粒量还未增加，因此即使存在处理液的一部分在循环的过程中从没有设置过滤器的流路中流通的情况，影响也小。需要说明的是，此处，为了使得由开闭阀21的打开引起的处理槽11内的处理液的流速变化不对基板保持部33向处理位置的下降造成影响，在基板保持部33下降至处理位置之后打开开闭阀21，但并不限定于此。
另外，在蚀刻处理开始的t4时间点以前的准备期间，在处理液升温至处理温度以前的低温状态下，包含磷酸的处理液的粘度高，过滤器17中的压力损失大，因此无法增加在处理槽11内流通的处理液的流量。因此，例如，可以在t4之前的t1时间点将开闭阀21打开。如此，与包含过滤器17的循环配管13并行地、形成有基于旁通配管20的流路，因此能够实现处理液的流量，能够缩短调温所需的时间。
另外，控制部35将开闭阀29打开(t5时间点)。通过将开闭阀29打开，从气体供给部27供给气体，开始鼓泡。通过鼓泡，在基板W的表面流动的处理液的替换速度增加，因此能够使基板W表面的硅浓度降低。由此，能够使基板W的结构内的硅浓度降低，能够进一步抑制硅成分在结构内析出。开闭阀29的打开基于由基板保持部33下降至处理位置所引起的蚀刻处理开始的时机、或者从其他的在先时机起的经过时间来控制。由于蚀刻处理的初期硅浓度增高，因此基于开闭阀21的打开的处理液的循环流量的增加、和鼓泡的并用尤其有效。此处，在与开闭阀21相同的时机将开闭阀29打开，但也可以在与开闭阀21的打开时机不同的时机将开闭阀29打开。
在处理时间Ts(＝t6-t4)经过而蚀刻完成时，控制部35使基板保持部33上升至待机位置(t6时间点)。
接着，控制部35将开闭阀21及开闭阀29关闭(t7时间点)。此处，在基板保持部33上升至待机位置后，将开闭阀21及开闭阀29关闭，但也可以仅在处理液中的硅浓度增高的蚀刻初期维持为打开，并在处理期间Ts中的t8时间点关闭。关于这样的将开闭阀21关闭的时间点t8，也可以基于预先实验等，预先确定如处理时间Ts的1/2等这样的直至处理液中的硅浓度降低的时机。控制部35可以基于如此确定的时间来对开闭阀21进行控制。预先将开闭阀21打开的期间可以根据想要使处理液的流量增加的时机来适当设定。另外，可以使开闭阀21及开闭阀29中的至少任一者在处理期间Ts中多次反复地打开及关闭。另外，在与开闭阀21相同的时机将开闭阀29关闭，但也可以在与开闭阀21的关闭时机不同的时机将开闭阀29关闭。需要说明的是，此处，为了使得由开闭阀21及开闭阀29的关闭引起的处理槽11内的处理液的流速变化不对基板保持部33向处理位置的上升造成影响，在基板保持部33上升至处理位置之后将开闭阀21及开闭阀29关闭，但并不限定于此。
由于在t7时间点将开闭阀21关闭，因此，能够用过滤器17将在循环配管13中流通的处理液所包含的颗粒过滤而除去。因此，在接下来的对基板W的处理中，能够抑制下述情况：颗粒附着于基板W，颗粒性能降低。
<实施例2>
以下，参照附图，对本发明的实施例2详细地进行说明。图5为示出实施例2涉及的基板处理装置2的概略构成的框图。关于与实施例1同样的构成，使用同样的标记并省略详细说明。
就实施例2涉及的基板处理装置2而言，除了具备实施例1涉及的基板处理装置1的构成外，还具备绕过过滤器17的旁通配管36。
在基板处理装置2中，旁通配管36的一端连接于循环配管13的管线上加热器16与过滤器17之间，旁通配管36的另一端连接于循环配管13的过滤器17与开闭阀18之间。即，旁通配管36在过滤器17的上游侧从循环配管13分支出，绕过过滤器17而与循环配管13并行地连接。旁通配管36的另一端可以在调节阀19的下游侧与旁通配管20一同连接于循环配管13。另外，旁通配管36的另一端也可以以与循环配管13独立的方式连接于处理槽11底部的液体供给管。此处，旁通配管36与本发明的“第二旁通配管”对应。
旁通配管36配置有开闭阀37。开闭阀37由控制部35控制。旁通配管36上，除了开闭阀37外，还可以配置调节阀从而对第二旁通配管36中的处理液的流量进行控制。此处，开闭阀37对应于本发明的“第二开闭阀”。
(基板处理方法)
以下，对实施例2涉及的基板处理方法进行说明。
与实施例1同样地，以具有三维结构的三维NAND的制造工序中的蚀刻处理为例进行说明。
图6为实施例2涉及的基板处理方法的时间图。关于开闭阀25、开闭阀18、开闭阀29及开闭阀21的开闭、管线上加热器16及泵15的开启关闭、基板保持部33的升降的各控制，与实施例1共通。
实施例2中，将设置于旁通配管36的开闭阀37在t1时间点打开，在t7时间点关闭。
如也已实施例1中说明的那样，在蚀刻处理开始的t4时间点以前的准备期间，在处理液升温至处理温度以前的低温状态下，包含磷酸的处理液的粘度高，过滤器17中的压力损失大，因此无法增加在处理槽11内流通的处理液的流量。因此，可以在t1时间点将开闭阀37打开。如此，与包含过滤器17的循环配管13并行地、形成有基于旁通配管36的流路，因此能够实现处理液的流量，能够缩短调温所需的时间。
此处，在与开闭阀21相同的t7时间点将开闭阀37关闭，但也可以在处理液升温至处理温度的时间点，以与开闭阀21独立的方式将开闭阀37关闭。通过将由绕过管线上加热器16和过滤器17这两者的旁通配管20形成的流路、以及由仅绕过过滤器17的旁通配管36形成的流路协同地进行开闭，从而能够实现更准确地与处理液的状态对应的衬底处理。
<实施例3>
以下，参照附图，对本发明的实施例3详细地进行说明。图7为示出实施例3涉及的基板处理装置3的概略构成的框图。关于与实施例1及2同样的构成，使用同样的标记并省略详细说明。
就实施例3涉及的基板处理装置3而言，代替实施例1涉及的基板处理装置1中的旁通配管20，具备从循环配管13绕过过滤器17的旁通配管36、和从循环配管13绕过管线上加热器16的旁通配管38。实施例1涉及的基板处理装置1中，设置有从循环配管13一并绕过管线上加热器16和过滤器17的旁通配管20，但实施例3中，从循环配管13各自独立地绕过管线上加热器16和过滤器17。此处，旁通配管36与本发明的“过滤器旁通配管”对应，旁通配管38与本发明的“加热器旁通配管”对应。另外，旁通配管36及旁通配管38与本发明的“第一旁通配管”对应。
在基板处理装置3中，旁通配管38的一端连接于循环配管13的管线上加热器16的上游侧，旁通配管38的另一端连接于循环配管13的管线上加热器16与旁通配管36的分支部分之间。即，旁通配管38在管线上加热器16的上游侧从循环配管13分支出，绕过管线上加热器16而与循环配管13并行地连接。另外，如上所述，旁通配管36在过滤器17的上游侧从循环配管13分支出，绕过过滤器17而与循环配管13并行地连接。
在旁通配管38上配置有开闭阀39。开闭阀39由控制部35控制。在旁通配管38上，除了开闭阀39外，还可以配置调节阀从而对旁通配管38中的处理液的流量进行控制。此处，开闭阀37与本发明的“过滤器旁通开闭阀”对应，开闭阀39与本发明的“加热器旁通开闭阀”对应。另外，开闭阀37及开闭阀39与本发明的“第一开闭阀”对应。
(基板处理方法)
以下，对实施例3涉及的基板处理方法进行说明。
与实施例1及2同样地，以具有三维结构的三维NAND的制造工序中的蚀刻处理为例进行说明。
图8为实施例3涉及的基板处理方法的时间图。关于开闭阀25、开闭阀18、开闭阀29及开闭阀37的开闭、管线上加热器16及泵15的开启关闭、基板保持部33的升降的各控制，与实施例2共通。
实施例3中，将在旁通配管38上设置的开闭阀39在t5时间点打开，在t7时间点关闭。通过将开闭阀39打开，处理液在与循环配管13并行的旁通配管38中流通，因此在处理槽11内流通的处理液的流量增加。由此，能够使得在基板W的表面流动的处理液的流速增加，能够使基板W表面的硅浓度降低。由此，能够降低基板W的结构内的硅浓度，能够抑制硅成分在结构内析出。另外，即使将开闭阀39打开，由于处理液在循环配管13和旁通配管38这两者中并行地流通，因此利用过滤器17进行的颗粒过滤、利用管线上加热器16进行的调温也并行地进行。开闭阀39的打开基于由基板保持部33下降至处理位置所引起的蚀刻处理开始的时机、或者从其他的在先时机起的经过时间来控制。需要说明的是，此处，为了使得由开闭阀39的打开引起的处理槽11内的处理液的流速变化不对基板保持部33向处理位置的下降造成影响，在基板保持部33下降至处理位置之后将开闭阀39打开，但并不限定于此。
另外，实施例3中，与实施例2同样地，将设置于旁通配管36的开闭阀37在t1时间点打开，在t7时间点关闭。
如也已实施例1中说明的那样，在蚀刻处理开始的t4时间点以前的准备期间，在处理液升温至处理温度以前的低温状态下，包含磷酸的处理液的粘度高，过滤器17中的压力损失大，因此无法增加在处理槽11内流通的处理液的流量。因此，可以在t1时间点将开闭阀37打开。如此，与包含过滤器17的循环配管13并行地、形成有基于旁通配管36的流路，因此能够增加处理液的流量，能够缩短调温所需的时间。此处，在与开闭阀21相同的t7时间点将开闭阀37关闭，但也可以在处理液升温至处理温度的时间点，以与开闭阀21独立的方式将开闭阀37关闭。
如此，各自独立地，利用旁通配管38从循环配管13绕过管线上加热器16，利用旁通配管36从循环配管13绕过过滤器17。因此，通过将由绕过管线上加热器16的旁通配管38形成的流路、和由仅绕过过滤器17的旁通配管36形成的流路分开地进行开闭，从而能够实现更准确地与处理液的状态对应的基板处理。
<实施例4>
以下，参照附图，对本发明的实施例4详细地进行说明。图9为示出实施例3涉及的基板处理装置4的概略构成的框图。针对与实施例1同样的构成，使用同样的标记并省略详细说明。
实施例4涉及的基板处理装置4除了具备实施例1涉及的基板处理装置1的构成外，还具备对处理液中的硅浓度进行检测的硅浓度传感器40。由硅浓度传感器40检测到的处理液中的硅浓度被发送至控制部35。设置有硅浓度传感器40的检测用配管41的一端连接于循环配管13的管线上加热器16与过滤器17之间，检测用配管41的另一端连接于溢流槽12。检测用配管41的另一端的连接目的地并不限定于此，可以连接于循环配管13，也可以连接于排液处理部。此处，硅与本发明的“特定成分”对应，硅浓度传感器与本发明的“浓度检测部”对应。
如此，在实施例4涉及的基板处理装置4中，能够利用硅浓度传感器40对处理液中的硅浓度进行检测，因此能够基于检测到的处理液中的硅浓度对设置于旁通配管20的开闭阀21及调节阀22进行控制。实施例1中，基于由基板保持部33下降至处理位置带来的蚀刻处理开始的时机、或者从其他的在先时机起的经过时间，对开闭阀21的开闭进行控制，但实施例4中，控制部35能够根据处理液中的硅浓度更准确地将开闭阀21开闭并进行流量控制。以实施例1涉及的时间图为例，实施例1中，开闭阀21的关闭(t8时间点)基于从规定时机起的时间进行控制，但本实施例中，以在由硅浓度传感器40检测到的处理液中的硅浓度成为规定值以下的时间点将开闭阀21关闭的方式进行控制。本实施例中，根据处理液中的硅浓度准确地对开闭阀21进行开闭，或者控制调节阀，由此能够与循环配管13并行地对在旁通配管20中流通的处理液的流量增减进行控制。由此，在蚀刻量多、处理液中的硅浓度高时，能够将开闭阀21打开，使得在基板W的表面流动的处理液的流速增加。即，能够更准确地使基板W的结构内的硅浓度降低，能够抑制硅成分在结构内析出。另一方面，在蚀刻量少、处理液中的硅浓度不高时，通过将开闭阀21关闭，能够针对在循环配管13中流通的处理液全部量，进行基于管线上加热器16的调温及基于过滤器17的颗粒过滤。
<变形例>
上述实施例中，设置有绕过配置于循环配管13的管线上加热器16及过滤器17这两者的流路(实施例1及4)、绕过管线上加热器16及过滤器17这两者和仅绕过过滤器17的流路(实施例2)、各自绕过管线上加热器16及过滤器17(实施例3)的流路。基板处理装置中，有时与循环配管13串联地配置对磷酸的浓度进行检测的磷酸浓度传感器。在这样的磷酸浓度传感器中，在循环配管13中流通的处理液也产生压力损失。因此，也可以设置从循环配管13绕过磷酸浓度传感器的旁通配管，利用控制部35对配置于该旁通配管的开闭阀进行开闭控制。可以如实施例1及实施例4这样，从循环配管13绕过管线上加热器16及过滤器17以及磷酸浓度传感器。另外，可以如实施例2这样，从循环配管13仅绕过过滤器17，并且绕过管线上加热器16及过滤器17以及磷酸浓度传感器。另外，可以如实施例3这样，从循环配管13各自绕过管线上加热器16、过滤器17及磷酸浓度传感器。从循环配管13绕过磷酸浓度传感器的方法不限于这些。
另外，上述实施例中，与循环配管13并行地连接的旁通配管各自为一个，但也可以多个旁通配管并行地连接于循环配管13。通过并行地设置多个旁通配管，能够进一步增加处理液的流量。
另外，上述实施例中，在循环配管13中，在泵15的下游侧配置管线上加热器16及过滤器17，但也可以在泵15的上游侧配置管线上加热器16及过滤器17。
另外，上述实施例中，对蚀刻处理、尤其是三维NAND的制造过程中的蚀刻处理进行了说明，但应用本发明涉及的基板处理装置及基板处理方法的处理并不限于此。
上文中公开的实施方式、变形例能够各自组合。
<基板处理系统>
图10为示出应用了上述实施例涉及的基板处理装置的基板处理系统100的整体构成的概略的俯视图。
基板处理系统100为将多张基板W一并进行处理的批式装置。基板处理系统100包含：对收纳半导体晶圆等圆板状的基板W的托架C进行搬运的装载埠LP；用化学药液、漂洗液等处理液对自装载埠LP搬运的基板W进行处理的处理单元102；在装载埠LP与处理单元102之间将基板W进行搬运的多个搬运机械臂；和对基板处理系统100进行控制的控制装置103。
处理单元102包含：对浸渍多张基板W的第一化学药液进行贮存的第一化学药液处理槽104；对浸渍多张基板W的第一漂洗液进行贮存的第一漂洗处理槽105；对浸渍多张基板W的第二化学药液进行贮存的第二化学药液处理槽106；和对浸渍多张基板W的第二漂洗液进行贮存的第二漂洗处理槽107。处理单元102还包含使多张基板W干燥的干燥处理槽108。可以由上述实施例涉及的基板处理装置1、2、3、4构成本基板处理系统100的第二化学药液处理槽106。
第一化学药液例如为SC1或氢氟酸。第二化学药液例如为磷酸、乙酸、硝酸、及与水的混合液的混酸。第一漂洗液及第二漂洗液例如为纯水(去离子水：Deionized water)。第一化学药液可以为SC1及氢氟酸以外的化学药液。同样地，第一漂洗液及第二漂洗液可以为纯水以外的漂洗液。第一漂洗液及第二漂洗液可以为彼此不同种类的漂洗液。
多个搬运机械臂包含：托架搬运装置109，其在装载埠LP与处理单元102之间将托架C进行搬运，并收纳多个托架C；和姿态转换机械臂110，其针对保持于托架搬运装置109的托架C进行多张基板W的搬入及搬出，并使基板W的姿态在水平的姿态与铅垂的姿态之间进行变更。姿态转换机械臂110实施：批次组合动作，由从多个托架C取出的多张基板W形成一批次；和批次解除动作，将一批次所包含的多张基板W收纳于多个托架C。
多个搬运机械臂还包含：在姿态转换机械臂110与处理单元102之间将多张基板W进行搬运的主搬运机械臂111；和在主搬运机械臂111与处理单元102之间将多张基板W进行搬运的多个副搬运机械臂112。多个副搬运机械臂112包含：在第一化学药液处理槽104与第一漂洗处理槽105之间将多张基板W进行搬运的第一副搬运机械臂112A；和在第二化学药液处理槽106与第二漂洗处理槽107之间将多张基板W进行搬运的第二副搬运机械臂112B。
主搬运机械臂111从姿态转换机械臂110接收包含多张(例如50张)基板W的一批次的基板W。主搬运机械臂111将从姿态转换机械臂110接收到的一批次的基板W交至第一副搬运机械臂112A及第二副搬运机械臂112B，并接收保持于第一副搬运机械臂112A及第二副搬运机械臂112B的一批次的基板W。主搬运机械臂111进一步将一批次的基板W搬运至干燥处理槽108。
第一副搬运机械臂112A将从主搬运机械臂111接收到的一批次的基板W在第一化学药液处理槽104与第一漂洗处理槽105之间搬运，并使其浸渍于第一化学药液处理槽104内的第一化学药液或第一漂洗处理槽105内的第一漂洗液中。同样地，第二副搬运机械臂112B将从主搬运机械臂111接收到的一批次的基板W在第二化学药液处理槽106与第二漂洗处理槽107之间搬运，并使其浸渍于第二化学药液处理槽106内的第二化学药液或者第二漂洗处理槽107内的第二漂洗液中。

Claims (10)

1.基板处理装置，其特征在于，在用处理液对基板进行处理的基板处理装置中，具备：
处理槽，其贮存所述处理液，使所述基板浸渍于该处理液而对其进行所述处理；
溢流槽，其对从所述处理槽溢出的所述处理液进行回收；
循环配管，其将所述溢流槽与所述处理槽连通连接；
泵，其设置于所述循环配管，使所述处理液循环；
管线上加热器，其设置于所述循环配管，将所述处理液调温至处理温度；
过滤器，其设置于所述循环配管，将所述处理液中的异物除去；
第一旁通配管，其在所述管线上加热器及所述过滤器的上游侧从所述循环配管分支出，绕过所述管线上加热器及所述过滤器而与所述循环配管并行地连接；
第一开闭阀，其对所述第一旁通配管进行开闭；和
控制部，其控制所述第一开闭阀的开闭从而对在所述处理槽中流通的所述处理液的流量进行调节。
2.如权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，具备：
第二旁通配管，其在所述过滤器的上游侧从所述循环配管分支出，绕过所述过滤器而与所述循环配管并行地连接；和
第二开闭阀，其对所述第二旁通配管进行开闭，
所述控制部控制所述第一开闭阀及第二开闭阀的开闭从而对在所述处理槽中流通的所述处理液的流量进行调节。
3.如权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述第一旁通配管包括：加热器旁通配管，其绕过所述管线上加热器而与所述循环配管并行地连接；和过滤器旁通配管，其绕过所述过滤器而与所述循环配管并行地连接，
所述第一开闭阀包括：对所述加热器旁通配管进行开闭的加热器旁通开闭阀；和对所述过滤器旁通配管进行开闭的过滤器旁通开闭阀，
所述控制部控制所述加热器旁通开闭阀及所述过滤器旁通开闭阀的开闭从而对在所述处理槽中流通的所述处理液的流量进行调节。
4.如权利要求1至3中任一项所述的基板处理装置，其特征在于，所述控制部根据基于所述处理的所述处理液中的特定成分的浓度对在所述处理槽中流通的所述处理液的流量进行控制。
5.如权利要求1至3中任一项所述的基板处理装置，其特征在于，具备浓度检测部，所述浓度检测部对在所述循环配管中流通的处理液中的特定成分的浓度进行检测，
所述控制部基于由所述浓度检测部检测到的所述浓度对在所述处理槽中流通的所述处理液的流量进行调节。
6.如权利要求4所述的基板处理装置，其特征在于，所述特定成分为硅。
7.如权利要求5所述的基板处理装置，其特征在于，所述特定成分为硅。
8.如权利要求1至3中任一项所述的基板处理装置，其特征在于，所述基板为形成三维NAND半导体元件的基板，
所述处理为利用包含磷酸的蚀刻液作为所述处理液来对所述基板中包含的氮化硅膜进行蚀刻的处理。
9.基板处理系统，其具备权利要求1至8中任一项所述的基板处理装置。
10.基板处理方法，其特征在于，使基板浸渍在贮存于处理槽的处理液中而进行处理，所述基板处理方法包括下述步骤：
经由与所述处理槽连通连接的循环配管，使所述处理液循环的步骤；和
控制对第一旁通配管进行开闭的第一开闭阀从而对在所述处理槽中流通的所述处理液的流量进行调节的步骤，所述第一旁通配管在将所述处理液调温至处理温度的管线上加热器及将所述处理液中的异物除去的过滤器的上游侧从所述循环配管分支出，绕过所述管线上加热器及所述过滤器而与所述循环配管并行地连接。
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