JP2015119168A - 基板液処理装置及び基板液処理方法 - Google Patents

基板液処理装置及び基板液処理方法 Download PDF

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Abstract

【課題】精確な濃度の処理液を基板に供給する。
【解決手段】基板液処理装置は、タンク１０２と、循環ライン１０４と、分岐ライン１１２を介して循環ラインに接続され、循環ラインを流れる処理液を用いて基板に液処理を施す処理部１６と、少なくとも２種類の原料液のそれぞれの供給源から供給される原料液を制御された混合比で混合して処理液を生成する処理液生成機構（２０６Ａ，２０６Ｂ，２０８）と、循環ラインを流れる処理液の濃度及び処理液供給ラインを流れる処理液の濃度を測定する濃度測定装置２１２（または２１２’）と、測定された処理液の濃度に基づいて処理液生成機構を制御する制御装置４と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の原料液を所定の比率で混合した処理液を用いて基板に所定の液処理を施す基板液処理装置における処理液の濃度調節技術に関するものである。
半導体装置の製造工程には、基板に処理液を供給することにより実行される洗浄、エッチング等の液処理が含まれる。このような液処理を行うために、例えば、特許文献１に記載されたような、複数の液処理ユニットを備えた液処理システムが用いられる。
特許文献１に記載された液処理システムは、処理液を貯留するタンクと、タンクに接続された循環ラインと、タンク内に貯留された処理液を循環ラインに循環させるポンプとを有している。循環ラインには複数の液処理ユニットがそれぞれ分岐ラインを介して接続されており、液処理ユニットは循環ライン内を循環している処理液を用いて基板に所定の液処理を施す。
液処理に用いられる処理液は、複数種類の原料液をそれぞれ独立した原料液供給ラインから所定量ずつタンクに供給し、これらをタンク内で混合することにより調整される。このようにタンク内混合により処理液を調整すると、タンク内で原料液同士が十分に混ざり合う前にタンクから流出し、不適当な濃度の処理液が液処理ユニットに供給されてしまうことがある。
また、各原料液供給ラインにはそれぞれ液体フローコントローラ（ＬＦＣ）が設けられ、それぞれのＬＦＣの設定流量及び供給時間により原料液がタンクへ供給されている。処理液の濃度を低濃度でかつ狭い許容範囲内で制御しなければならない場合には、それぞれのＬＦＣの設定流量及び供給時間による供給量管理では不十分な場合もある。
特開２００９−１７２４５９号公報
本発明は、精確な濃度の処理液を基板に供給することができる技術を提供することを目的としている。
本発明の好適な一実施形態において、少なくとも２種類の原料液を混合してなる処理液を貯留するタンクと、処理液が前記タンクから出て前記タンクに戻るように流れる循環ラインと、前記タンク内の処理液を用いて基板に液処理を施す処理部と、前記少なくとも２種類の原料液のそれぞれの供給源から供給される原料液を制御された混合比で混合して処理液を生成する処理液生成機構と、前記処理液生成機構で生成された処理液を前記タンクに供給する処理液供給ラインと、前記循環ラインを流れる処理液の濃度及び前記処理液供給ラインを流れる処理液の濃度を測定する濃度測定装置と、前記濃度測定装置により測定された処理液の濃度に基づいて、この処理液の濃度が予め定められた範囲内の濃度となるように前記処理液生成機構を制御する制御装置とを備えた基板液処理装置が提供される。
本発明の他の好適な一実施形態において、少なくとも２種類の原料液のそれぞれの供給源から供給される原料液を混合して処理液を生成する処理液生成機構と、前記処理液生成機構により生成された処理液を用いて基板に液処理を施す液処理部と、前記処理液生成機構で生成された処理液を、前記液処理部または前記液処理部に接続された供給目的場所に供給する処理液供給ラインと、 前記処理液供給ラインを流れる処理液の瞬時濃度を測定する濃度測定装置と、 前記処理液生成機構で混合される原料液の混合比を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記濃度測定装置により測定された瞬時濃度の積算平均値を逐次算出するとともに当該積算平均値を監視し、前記積算平均値が目標濃度に関する予め定められた許容範囲内に収まるように前記処理液生成機構を制御する、基板液処理装置が提供される。
本発明のさらに他の好適な一実施形態において、少なくとも２種類の原料液を混合してなる処理液を貯留するタンクと、処理液が前記タンクから出て前記タンクに戻るように流れる循環ラインと、前記循環ラインを流れる処理液を用いて基板に液処理を施す処理部と、を備えた基板液処理装置を用いる基板液処理方法において、前記循環ラインを流れる処理液の濃度を測定することと、測定された処理液の前記濃度に基づいて、前記循環ライン及び前記タンク内に存在する処理液の濃度を所望の範囲内の濃度とするために前記タンクに追加すべき処理液の濃度及び量を求めることと、求められた前記濃度及び前記量の処理液をタンクに供給することと、を備え、前記濃度及び前記量の処理液をタンクに供給することは、前記少なくとも２種類の原料液のそれぞれの供給源から供給される原料液を処理液生成機構により混合して、処理液供給ラインを介して前記タンクに送ることと、前記処理液供給ラインを流れる処理液の濃度を測定することと、測定された濃度に基づき、前記処理液供給ラインを流れる処理液の濃度が求められた前記濃度となるように前記処理液生成機構における原料液の混合比を調節することと、を有している、基板液処理方法が提供される。
本発明のさらに他の好適な一実施形態において、少なくとも２種類の原料液のそれぞれの供給源から供給される原料液を混合して処理液を生成する処理液生成機構と、前記処理液生成機構により生成された処理液を用いて基板に液処理を施す液処理部と、前記処理液生成機構で生成された処理液を、前記液処理部または前記液処理部に接続された供給目的場所に供給する処理液供給ラインと、前記処理液供給ラインを流れる処理液の瞬時濃度を測定する濃度測定装置と、を備えた基板液処理を用いる基板液処理方法において、前記処理液生成機構で混合される原料液の混合比を制御しながら処理液を生成し、生成した処理液を前記処理液供給ラインに流すことと、前記濃度測定装置により前記処理液供給ラインを流れる処理液の瞬時濃度を測定することと、前記濃度測定装置により測定された瞬時濃度の積算平均値を逐次算出するとともに当該積算平均値を監視することと、監視している前記積算平均値が前記目標濃度に関する予め定められた許容範囲内に収まった処理液を前記液処理部または前記供給目的場所に流すことと、を備え、前記原料液の混合比の制御は、前記積算平均値が目標濃度に関する予め定められた許容範囲内に収まるように前記処理液生成機構を制御することにより行われる、基板液処理方法が提供される。
上記の本発明の好適な実施形態によれば、精確な濃度の処理液を基板に供給することができる。
液処理装置の全体構成を概略的に示す回路図。 図１に示す液処理装置における薬液濃度管理に関連する構成について詳細に示した回路図。 図２の代替実施形態を示す回路図。 液流れ方向の濃度分布について説明するための図。 液流れ方向の濃度分布により濃度計の検出値が変動する様子を示すグラフ。 タンクへの処理液の供給可否判断手順について説明するためのグラフ。 タンクへの処理液の供給可否判断の手順及び当該判断に基づくタンクへの処理液の供給について説明するためのフローチャート。 積算平均算出の切り替えについて説明するチャート。 混合弁の下流側にインラインミキサを設けた変形実施形態について説明する図。 タンクを有しない液処理装置の全体構成を示す回路図。
以下に図面を参照して発明の実施形態について説明する。
図１に示すように、液処理装置は、基板に対して液処理を行う複数の処理ユニット（液処理ユニット）１６と、処理ユニット１６に処理液を供給する処理流体供給源７０を有している。
処理流体供給源７０は、処理液を貯留するタンク１０２と、タンク１０２から出てタンク１０２に戻る循環ライン１０４とを有している。循環ライン１０４にはポンプ１０６が設けられている。ポンプ１０６は、タンク１０２から出て循環ライン１０４を通りタンク１０２に戻る循環流を形成する。ポンプ１０６の下流側において循環ライン１０４には、処理液に含まれるパーティクル等の汚染物質を除去するフィルタ１０８が設けられている。必要に応じて、循環ライン１０４に補機類（例えばヒータ等）をさらに設けてもよい。
循環ライン１０４に設定された接続領域１１０に、１つまたは複数の分岐ライン１１２が接続されている。各分岐ライン１１２は、循環ライン１０４を流れる処理液を対応する処理ユニット１６に供給する。各分岐ライン１１２には、必要に応じて、流量制御弁等の流量調整機構、フィルタ等を設けることができる。
液処理装置は、タンク１０２に、処理液または処理液構成成分を補充するタンク液補充部１１６を有している。タンク１０２には、タンク１０２内の処理液を廃棄するためのドレン部１１８が設けられている。
図２に示すように、液処理装置は、制御装置４を備える。制御装置４は、たとえばコンピュータであり、制御部１８と記憶部１９とを備える。記憶部１９には、液処理装置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１８は、記憶部１９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液処理装置の動作を制御する。
なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置４の記憶部１９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。
次に、図１に示したタンク液補充部１１６及びそれに関連する構成要素について、それらを詳細に示した図２を参照して説明する。図２では簡略化されているが、循環ライン１０４には図１と同様に接続領域１１０が設定され、そこに１つまたは複数の分岐ライン１１２が接続され、各分岐ライン１１２に液処理ユニット１６が接続されている。なお、図２において、符号１０９は、循環ライン１０４を循環している処理液を加熱するためのヒータである。
タンク液補充部１１６は、薬液供給源２０２Ａから供給された第１原料液としての薬液（本例ではフッ酸（ＨＦ））が流れる薬液ライン２０４Ａと、希釈液供給源２０２Ｂから薬液を希釈するための第２原料液としての希釈液（本例では純水（ＤＩＷ））が流れる希釈液ライン２０４Ｂとを有する。
薬液ライン２０４Ａ及び希釈液ライン２０４Ｂにはそれぞれ、定圧弁（減圧弁）２０６Ａ，２０６Ｂが介設されている。
定圧弁２０６Ａ，２０６Ｂの下流側において、薬液ライン２０４Ａ及び希釈液ライン２０４Ｂは混合弁２０８に接続されている。混合弁２０８は、その内部に、２つの開閉機能付き可変絞り弁２０８Ａ，２０８Ｂを一体化したものに相当する構成を有している。薬液ライン２０４Ａ及び希釈液ライン２０４Ｂを流れる液体は、所定開度に調節された可変絞り弁２０８Ａ，２０８Ｂにより流量がそれぞれ制限され、その後、合流する。これにより、薬液と希釈液とを所定の比率で混合した処理液が生成される。すなわち、薬液ライン２０４Ａ及び希釈液ライン２０４Ｂに設けられた定圧弁２０６Ａ，２０６Ｂ及び混合弁２０８は、処理液生成機構を構成する。
定圧弁２０６Ａ，２０６Ｂは、一次側圧力の変動に関わらず、二次側圧力を指定された一定圧力に維持するよう減圧制御を行う機能を有している。薬液供給源２０２Ａ及び希釈液供給源２０２Ｂから供給される薬液は、通常は圧力変動を有している。このため精確な薬液と希釈液との混合比を得るためには、定圧弁２０６Ａ，２０６Ｂの使用が好ましい。
本実施形態で使用している定圧弁２０６Ａ，２０６Ｂは、パイロットポートに導入される加圧空気の圧力（パイロット圧）を変化させることにより、二次側圧力の設定値を変化させることができる形式のものである。パイロット圧の調節は、電空レギュレータ（ＥＰＲ）２０９Ａ，２０９Ｂにより行われる。
本実施形態では、混合弁２０８に内蔵された可変絞り弁２０８Ａ，２０８Ｂの開度調節機能は初期設定のみに利用し、運転中は可変絞り弁２０８Ａ，２０８Ｂは固定絞りとして用いている。薬液及び希釈液の流量調節は、定圧弁２０６Ａ，２０６Ｂの二次側圧力調節機能を用いて行う。定圧弁２０６Ａ，２０６Ｂの二次側圧力すなわち固定絞りとしての可変絞り弁２０８Ａ，２０８Ｂの一次側圧力を変化させることにより、薬液ライン２０４Ａ及び希釈液ライン２０４Ｂを流れる液体の流量を調節することができる。可変絞り弁２０８Ａ，２０８Ｂは、流量調整よりも圧損バランス調整等の目的で用いられる。
更に詳細に述べると、本実施形態では、薬液ライン２０２Ａにある定圧弁２０６Ａの設定二次側圧力は一定として、希釈液ライン２０２Ｂにある定圧弁２０６Ｂの設定二次側圧力を変化させることにより濃度調整を行っている。このように、相対的に小流量の薬液の流量を調整するよりも相対的に大流量の希釈液の流量を調整した方が、濃度を精密に調整することができるため好ましい。
混合弁２０８には、混合弁２０８で調整された処理液をタンク１０２に供給するための処理液供給ライン２１０が接続されている。
処理液供給ライン２１０には、処理液供給ライン２１０を流れる処理液の濃度（処理液中に含まれる薬液の濃度）を測定する濃度計２１２が付設されている。計測対象とする薬液の種類、あるいは必要とされる精度に応じて、任意の形式の濃度計２１２、例えば、導電率に基づいて濃度測定を行うもの、超音波伝播速度に基づいて濃度測定を行うものなど、を用いることができる。
濃度計２１２の検出信号は濃度コントローラ２１４に入力される。濃度コントローラ２１４は、制御装置４の一部であってもよい。濃度コントローラ２１４は、濃度計２１２からの検出信号に応じて、電空レギュレータ２０９Ｂから定圧弁２０６Ｂに送られるパイロット圧を調節することにより定圧弁２０６Ｂの二次側圧力を調節して、希釈液ライン２０４Ｂを流れる希釈液（ＤＩＷ）の流量を変化させ、これにより混合弁２０８から流出する処理液の濃度が所望の濃度となるようにフィードバック制御を行う。なお、本実施形態では、前述したように、大流量の希釈液の流量だけを調整することによって処理液の濃度を調整しているので、電空レギュレータ２０９Ａから定圧弁２０６Ｂに送られるパイロット圧は一定に維持される。
処理液供給ライン２１０から、予備捨て用のドレンライン２１６が分岐し、ドレンライン１１８に合流している。ドレンライン２１６には開閉弁２１６Ｖが介設されている。ドレンライン２１６の分岐ポイントよりも下流側において、処理液ライン２１０にも開閉弁２１０Ｖが介設されている。
循環ライン１０４から、濃度計測のために処理液を取り出す取出ライン２２０が分岐し、混合弁２０８と濃度計２１２との間の合流ポイントにおいて処理液供給ライン２１０に合流されている。取出ライン２２０には開閉弁２２０Ｖが介設されている。
タンク１０２には、タンク１０２内の処理液の液位を検出する液位計１２０が付設されている。
次に、上記の液処理装置の運用方法について説明する。以下の説明における各構成要素の動作は、制御装置４の制御の元で行われる。濃度コントローラ２１４は制御装置４により制御され、また、濃度コントローラ２１４が把握している濃度情報は制御装置４に伝達される。
まず、タンク液補充部１１６により所望の濃度の処理液をタンク１０２に供給する基本的な手順について説明する。
所望の濃度の処理液を得るのに適した混合弁２０８の可変絞り２０８Ａ，２０８Ｂの開度は試験運転により求められており、そのような開度に可変絞り２０８Ａ，２０８Ｂの開度が予めセットされている。また、同様に、所望の濃度の処理液を得るのに適した定圧弁２０６Ａ，２０６Ｂのパイロット圧も試験運転により求められており、その値は濃度コントローラ２１４に制御基準値としてメモリされている。
まず、定圧弁２０６Ａ，２０６Ｂのパイロットポートに所定のパイロット圧を与え、ドレンライン２１６の開閉弁２１６Ｖを開き、処理液供給ライン２１０の開閉弁２１０Ｖを閉じた状態にする。また、混合弁２０８の可変絞り２０８Ａ，２０８Ｂを所定開度の開状態とする。なお、取出ライン２２０の開閉弁２２０Ｖは閉状態である。
すると、薬液ライン２０４Ａ及び希釈液ライン２０４Ｂからそれぞれ混合弁２０８に所定の流量で薬液及び希釈液が流入し、当該流量比に対応する混合比で薬液及び希釈液が混合弁２０８内で混合され、処理液供給ライン２１０に流出し、ドレンライン２１６に流出する。すなわち、最初は、調整した処理液をタンク１０２に供給するのではなく廃棄する予備捨て操作を行う。通常、薬液及び希釈液の流量が安定するまである程度の時間が必要なため、このような予備捨て操作を行うことが好ましい。
予備捨て操作中、濃度計２１２により処理液の濃度が監視され、処理液の濃度が所望の濃度となるように濃度コントローラ２１４が前述したフィードバック制御を行う。濃度計２１２により測定される濃度が許容範囲内で安定したら、ドレンライン２１６の開閉弁２１６Ｖを閉じ、処理液供給ライン２１０Ｖを開き、タンク１０２内に処理液を供給する。
処理液供給ライン２１０からタンク１０２内に処理液が供給されている間も、 処理液供給ライン２１０に処理液を流している間は、濃度計２１２により濃度が継続的に監視される。濃度コントローラ２１４は、処理液の濃度が目標値よりも高い（低い）場合には、電空レギュレータ２０９Ｂから定圧弁２０６Ｂに供給されるパイロット圧を変化させ、希釈液の流量を増加（減少）させ、これによりタンク１０２内に供給される処理液の濃度が許容範囲内に維持されるようにする。
この制御は、設定値ＳＶ（目標濃度）に対する測定値ＰＶ（濃度計２１２の検出値）の偏差に基づいて操作量ＭＶ（パイロット圧力すなわち定圧弁２０６Ａの開度）を修正するというフィードバック制御により行わる。すなわち、この制御には流量検出というステップが介在していないので、高価な高精度の流量検出器あるいは流量検出器内蔵型の流量調整器（液体フローコントローラのようなもの）が必要ない。
ところで、通常、濃度計２１２は、処理液供給ライン２１０を流れる処理液の濃度を、所定のサンプリング周期（例えば０．１〜０．２ｍｓ程度）で測定している。以下、本明細書において、各サンプリング時点での処理液濃度を「瞬時濃度」と呼ぶこともある。上記の予備捨て操作中における濃度計２１２により処理液の濃度監視は、各サンプリング時点での瞬時濃度値と許容濃度範囲との比較に基づいて行うことができる。また、各サンプリング時点での瞬時濃度値を測定値ＰＶとし、濃度目標値を設定値ＳＶとしてフィードバック制御を行うことができる。
なお、濃度計２１２により測定される瞬時濃度は、時間経過とともに所定の範囲内である程度振動するので（その理由は後述する）、過度に敏感な監視及び制御を避けて装置の動作を安定させるため、個々の瞬時濃度値に代えて瞬時濃度の移動平均値に基づき上記の監視及びフィードバック制御を行ってもよい。
タンク液補充部１１６から空のタンク１０２（液処理装置の設置直後、タンク内の処理液の全交換時等）に処理液を供給する場合には、以下の手順が実行される。
前述した基本的手順に従い、予備捨て操作が所定時間行われた後、所定の濃度に調整された処理液が、処理液供給ライン２１０からタンク１０２内に処理液が供給される。このとき、ドレンライン１１８の開閉弁１１８Ｖ及び取出ライン２２０の開閉弁２２０Ｖはともに閉状態である。
タンク１０２内にある程度の量の処理液が貯まったら、タンク１０２内の処理液の液位が所定高さになるまでの間タンク１０２内への処理液の供給を継続しつつ、ポンプ１０６を動作させて循環ライン１０４内で処理液を循環させる。
タンク１０２内に所定量の処理液が貯まったら、処理ユニット１６で基板の処理を開始する。すなわち、タンク１０２内に貯留した処理液を循環ライン１０４に循環させている状態で、必要に応じて（処理スケジュールに応じて）、分岐ライン１１２に設けた図示しない開閉弁、流量調整弁等を操作し、循環ライン１０４から分岐ライン１１２を介して処理ユニット１６に処理液を送る。この処理液を用いて処理ユニット１６内で基板に所定の処理が施される。
なお、処理液の全交換を行う場合に、タンクに処理液を貯める前にタンク及び循環ラインを含む循環系をフラッシング液（例えば純水）により洗浄してもよい。この場合、フラッシング液が循環系に残り処理液による共洗いでも完全に除去されないという懸念があるならば、処理の開始前に後述の濃度監視の手順に従って循環系内にある処理液の濃度を確認し、異常があったならば後述の濃度補正の手順に従って処理液の濃度補正を行ってもよい。
タンク１０２内の処理液は、処理ユニット１６で行われる液処理により消費されることにより、時間経過とともに量が減る。そのため、処理液が所定量減ったら、タンク液補充部１１６よりタンク１０２内に処理液を補充する。処理液を補充している間も液処理は継続している。また、タンク１０２及び循環ライン１０４からなる循環系に含まれる処理液は、溶媒（希釈液）の蒸発、分解等により時間とともに濃度が変化する。例えば処理液が高温のＤＨＦ（希フッ酸）の場合には、ＤＨＦ中のＨＦ濃度は時間の経過とともに徐々に低下してゆくことがある。
このため、処理液の補充を行う際に、タンク１０２及び循環ライン１０４からなる循環系に含まれる処理液の濃度補正が行われる。例えば、測定された処理液の濃度が目標値より低かったならば、目標値よりも高濃度の処理液をタンク１０２に補充することにより、循環系に存在する処理液の濃度を目標値に近づけるようにする。
濃度補正を行うタイミングは、装置の運転状況、処理液が経時変化しやすいものであるか否か、「処理許容濃度範囲（後述）」の広さ等を総合的に勘案して定めればよいが、例えば以下のように設定することができる。
（１）液位計１２０により検出されるタンク１０２内の液位が或る閾値まで低下したときに、処理液の補充を行い、このときに、濃度補正を行う（定期的な濃度補正）。
（２）常時または定期的に（あるいは装置の長期停止の後等の濃度変化の懸念があるときに）循環系内の処理液の濃度を監視し、濃度が「補正基準濃度範囲（後述）」を外れたときに、濃度補正を行う（監視に基づく濃度補正）。
なお、「補正基準濃度範囲」は以下のように定義される。「補正基準濃度範囲」を設定する前提として「処理許容濃度範囲」がある。「処理許容濃度範囲」とは、当該範囲を外れた濃度の処理液により基板の処理を行った場合に許容できない問題が生じうるような範囲を意味する。なお、「処理許容濃度範囲」を外れた場合には、液処理装置は即時非常停止される。「補正開始濃度範囲」は、「処理許容濃度範囲」よりも狭い濃度範囲であり、当該範囲を外れた状態である程度の時間液処理装置の運転を継続しても容易に「処理許容濃度範囲」を外れることが無いような安全マージンを有して設定される。なお、濃度の「目標値」とは例えば、「補正開始濃度範囲」の中央値である。
上記（１）の場合においても、処理液の補充前に少なくとも１回は循環系内の処理液の濃度を監視する必要がある。補充する処理液の量及び濃度を決定するためである。
循環系内の処理液濃度の監視を行う際には、ポンプ１０６を動作させたままで、開閉機能を用いて混合弁２０８の可変絞り弁２０８Ａ，２０８Ｂを閉状態とし、取出ライン２２０の開閉弁２２０Ｖを開き、処理液供給ライン２１０の開閉弁２１０Ｖを開く。なお、ドレンライン２１６の開閉弁２１６は閉じておく。すると、循環ライン１０４の接続領域１１０よりもやや上流を流れる処理液の一部が、取出ライン２２０を通って、処理液供給ライン２１０に流入し、タンク１０２に流れるようになる。従って、処理液供給ライン２１０に付設した濃度計２１２により循環ライン１０４を流れる処理液の濃度を計測することができる。
上記の「（１）定期的な濃度補正」の場合には、タンク１０２内の液位が或る閾値まで低下したときに処理液の補充を行うので、処理液の補充を開始する時点における循環系内に存在する処理液の総量は既知であり、従ってタンク１０２内の処理液の液位を通常上限高さにするために補充すべき処理液量はわかる。従って、補充前に循環系内に存在する処理液の濃度がわかっていれば、補充後に循環系内に存在する処理液の濃度を目標値にするために必要となる補充する処理液の濃度は計算により容易に求めることができる。このような計算は、制御部４により行うことができる。補充すべき濃度がわかれば、上記の基本的手順に基づいて、その濃度の処理液をタンク液補充部１１６からタンク１０２に供給すればよい。
上記の「（２）監視に基づく濃度補正」の場合には、ドレンライン１１８の開閉弁１１８Ｖを開き、液位計１２０によりタンク１０２の処理液の液位をモニタしながら、液位が所定高さになるまでタンク１０２内の処理液を排液する。その後は、「（１）定期的な濃度補正」と同様の手順を実行すればよい。
上記実施形態によれば、タンク１０２に所定濃度に調整された処理液が供給されるので、タンク１０２から循環ライン１０４に流出する処理液の濃度が安定し、プロセスの安定性を向上させることができる。タンク１０２に複数種の原料液を別々に供給すると、これらの原料液がタンク１０２内で十分に混ざり合う前に循環ライン１０４に流出し、それが処理ユニットで基板に供給されてしまう可能性がありうるが、上記実施形態ではそのようなことはない。
また、上記実施形態によれば、処理液濃度の制御は、処理液供給ライン２０１に付設された濃度計２１２の検出値に基づく弁開度（定圧弁２０６Ｂの開度）のフィードバック制御により行われるので、原料液の混合液である処理液の濃度を原料液の流量制御により間接的に制御する場合と比較して、処理液濃度をより素早く、かつより精確に制御することができる。また、濃度計２１２の検出値に基づいてＬＦＣ（液体フローコントローラ）を制御する場合に必要となる、濃度から必要流量の演算といった面倒な計算を省略することができる。
上記実施形態によれば、タンク液補充部１１６からタンク１０２に供給される処理液の濃度と、循環ライン１０４を流れる処理液の濃度の両方が、共通の１つの濃度計２１２からなる濃度測定装置により測定できるようになっているため、高価な濃度計の数を削減することができ、液処理装置のコストを低減することができる。
しかしながら、濃度測定装置を２つの濃度計から構成してもよい。具体的には、例えば図３に示すように、循環ライン１０４を流れる処理液の濃度を測定するための濃度計２１２’を、タンク液補充部１１６からタンク１０２に供給される処理液の濃度を測定するための濃度計２１２と別個に設けてもよい。図３に示す代替実施形態においては、取出ライン２２０’が循環ライン１０４から分岐してタンク１０２内まで延びており、この取出ライン２２０’に濃度計２１２’が付設されている。なお、取出ライン２２０’を設けることなく循環ライン１０４に濃度計２１２’を直接取り付けることも可能である。なお、図３において、図２に示した部材と同一の部材には同一の参照符号が付けられている。
図３に示す代替実施形態によれば、循環ライン１０４内を流れる処理液の濃度とタンク液補充部１１６から供給される処理液の濃度とを同時に測定することが可能であるため、処理液の濃度変動に対して迅速に対処することが可能となり、また、精確な濃度制御が可能となる。
次に、濃度計２１２を用いて、処理液供給ライン２１０からタンク１０２内に供給される（あるいはドレンライン２１６に廃棄される）処理液の濃度を監視し、かつ制御する方法の他の好適な実施形態について以下に詳細に説明する。
図４に混合弁２０８内の薬液ライン２０４Ａと希釈液ライン２０４Ｂとの合流部分の構成の一例を示す。この例では、希釈液であるＤＩＷの直線的な流れに対して、この流れと概ね直角な方向に薬液であるＨＦを注入している。液体（ＤＩＷ及びＨＦ）はいずれもポンプにより送られているため、液流れには不可避的にいくらかの圧力変動が生じる。すなわち、液の流速を定点観測すると、圧力変動と連動して液の流速が（微視的に見ると）変動していることになる。このため、図４に模式的に示すような液流れ方向の薬液濃度分布（ハッチング部分が濃い）が生じる。なお、実際にはＤＩＷ及びＨＦの両方に上記の圧力変動があるので、実際の薬液濃度分布はさらに複雑である。
濃度計２１２は処理液供給ライン２１０を流れる処理液の濃度を、所定のサンプリング周期（例えば０．１〜０．２ｍｓ程度）で測定している。上記の液流れ方向の薬液濃度分布に起因して、濃度計２１２の測定値は、例えば図５のグラフに示されるように激しく振動する。図５のグラフにおいて、縦軸は処理液（ＨＦ＋ＤＩＷ）中のＨＦ濃度であり、横軸は時間経過である。ここでは、ＨＦ濃度の目標値は０．００２３％であり、この目標値が、グラフ中において実線の水平線で示される。また、ＨＦ濃度の目標値に対する変動の許容範囲は０．２％であり、この許容範囲は２本の破線の水平線で示される。
図５のグラフに示したような濃度計２１２の測定値の振動は、処理液供給ライン２１０を流れる処理液のタンク１０２への供給可否を判断（濃度監視）する上で、障害となる。また、混合比のフィードバック制御も不安定となる。前述したように検出値の変動は不可避の圧力変動により生じているので、濃度計２１２の測定値が安定して許容範囲内に収まることはないからである。前述した実施形態では、濃度監視及びフィードバック制御を瞬時濃度値または瞬時濃度値の移動平均に基づいて行うこととした。しかしながら、濃度目標値に対して処理液をより精確な濃度で基板に供給する場合には、瞬時濃度値の移動平均を用いた監視及び制御では十分ではなく、更なる改善の余地があった。
本実施形態では、微視的な濃度の変動は処理結果に何ら悪影響を及ぼすものではないことに着目して、処理液の濃度の平均値（ここでは後述するように積算平均値）に基づいて、混合比のフィードバック制御を行うとともに、処理液のタンク１０２への供給可否を判断することとしている。以下に、判断手順及び当該判断に基づく処理液の供給について図６のグラフ及び図７のフローチャートを参照して説明する。
図６のグラフにおいて、縦軸は処理液（ＨＦ＋ＤＩＷ）中のＨＦ濃度であり、横軸は時間経過である。高さ方向中央にある水平な実線ＣＴが濃度目標値であり、これは図５の実線の水平線に対応する。２本の水平な一点鎖線ＣＳ１，ＣＳ２で挟まれた領域が、積算濃度監視開始基準範囲（プラスマイナス１％）である２本の水平な破線ＣＡ１，ＣＡ２で挟まれた領域が、濃度許容範囲（タンク１０２に流すことが許されている処理液の濃度範囲）（プラスマイナス０．２％）であり、これは図５の破線の水平線に対応する。なお、図６では、濃度計２１２により検出される濃度の変動波形が単純な鋸型であるが、これは図面の簡略化のためであり、実際の濃度変化は図５に示したようなものである。
先にも説明したように、まず、薬液ライン２０４Ａ及び希釈液ライン２０４Ｂからそれぞれ混合弁２０８に濃度コントローラ２１４により制御された流量で薬液及び希釈液が流入し、当該流量比に対応する混合比で薬液及び希釈液が混合弁２０８内で混合され、処理液（混合液）の生成が開始される。処理液の生成の開始直後から、生成された処理液（希釈薬液）をドレンライン２１６に流出させる予備捨て操作が行われる。この予備捨て操作の開始時点が、図６のグラフにおける時点Ｔ０に対応し、図７のフローチャートにおけるステップＳ１の開始時点に対応する。すなわち、時点Ｔ０から瞬時濃度（濃度計２１２により測定された処理液の濃度の個々の生データ）の監視が開始される（ステップＳ１）。
図６の例では、予備捨て操作開始時点における希釈薬液（ＨＦ＋ＤＩＷ＝ＤＨＦ）すなわち処理液の濃度が目標値ＣＴより高くなっている（もちろん低い場合もありうる）。この条件下で濃度コントローラ２１４による濃度制御が開始されると、希釈液ライン２０４Ｂを流れる希釈液の流量が増加してゆき、その結果、希釈薬液の濃度が、目標値ＣＴに近づいてゆく。このときも、前述した理由により、濃度計２１２により検出される瞬時濃度値は、激しく振動している。
瞬時濃度値が水平線Ｃ１Ｈ（第１上限値に対応），Ｃ１Ｌ（第１下限値に対応）で挟まれた積算平均監視開始基準範囲に収まったら（図６の時点Ｔ１、図７のステップＳ２のＹｅｓ）、瞬時濃度の積算平均の演算処理及積算平均値の監視が開始される（図６の時点Ｔ１、図７のステップＳ３）。例えば、連続する複数個（例えば１０個程度）の瞬時濃度値（データ）が積算平均監視開始基準範囲内にあることをもって、あるいは瞬時濃度値が積算平均監視開始基準範囲内に一旦入った後に所定時間の間、積算平均監視開始基準範囲を外れなかったことをもってして、「瞬時濃度が積算平均監視開始基準範囲に収まった」ものと判断することができる。図６のグラフの例では、時点Ｔ１において、連続する３つの瞬時濃度値（データ）が積算平均監視開始基準範囲内に収まっている。
この明細書において用語「積算平均」とは、平均値算出のために最初に（すなわちここでは時点Ｔ１に）取得したデータＸ１から最後に取得したデータＸｎまでの全てのデータの相加平均（（Ｘ１＋Ｘ２＋・・・Ｘｎ）／ｎ）を意味している。従って、時間的に後から算出されたものほど、より多くのデータの平均値となる。上記の点において、「積算平均」は、平均算出の対象となるデータの数が常に同じであり、かつ、平均算出の対象となるデータ取得期間が徐々に時間的に遅い側にシフトしてゆく「移動平均」とは異なる。
積算平均値の算出及び算出結果に基づく処理液の供給制御のため、制御装置４は、濃度計２１２から送られてくる瞬時濃度データを蓄積するメモリを有している。
濃度制御が正常に行われていれば、積算平均値は目標値に収束してゆく。積算平均値が２本の水平な破線ＣＡ１，ＣＡ２で挟まれた濃度許容範囲内に収まったら（図６の時点Ｔ２、図７のステップＳ４のＹｅｓ）、制御装置４は、開閉弁２１６Ｖを閉じ、開閉弁２１０Ｖを開く。これにより、処理液（希釈薬液）の予備捨てが終了し、処理液供給ライン２１０からタンク１０２内への処理液（希釈薬液）の供給が開始される（図７のステップＳ５）。例えば連続する複数個（ｎ）（例えば１０個程度）の積算平均値が濃度許容範囲内にあることをもってして、あるいは、積算平均値が濃度許容範囲内に一旦入った後に所定時間（ｔ）積算平均許容範囲から外れないことをもってして、「積算平均値が濃度許容範囲内に収まった」ものと判断することができる。
タンク１０２内への処理液の供給が開始されると同時に（時点Ｔ２）、制御装置４は、新しい積算平均値の算出を開始する。ここで図８を参照して、新しい積算平均値の算出方法について説明する。図８において、時点Ｔ２では１００番目の瞬時濃度データが取得され、時点Ｔ２における（古い）積算平均値は（Ｘ１＋Ｘ２＋・・・Ｘ１００）／１００である。新しい積算平均値を式（Ｘ１００＋Ｘ１０１＋・・・ＸＮ）／（Ｎ−１００＋１）により算出することも可能ではあるが、このようにすると、時点Ｔ２の直後の短時間に得られる新しい積算平均値が激しく振動する可能性が高く、これを判断基準として用いることは、判断の安定性上好ましくない。
そこで、本実施形態では、新しい積算平均値の算定を、時点Ｔ２から所定時間だけ遡った時点Ｔ２’に取得された瞬時濃度データ、ここでは瞬時濃度データＸ９６を、新しい積算平均値を算出するための最初の瞬時濃度データとする。すなわち、新しい積算平均値は式（Ｘ９６＋Ｘ９７＋・・・ＸＮ）／（Ｎ−１００＋５）に基づいて算出する。すなわち、制御装置４は、時点Ｔ２の後に算出される積算平均値の算出に用いられる瞬時濃度のデータから、時点Ｔ２より前に取得された瞬時濃度のデータの一部（時点Ｔ１から、時点Ｔ２’の直前の時点までに取得したデータ）を除外して引き続き積算平均を計算している、ものと見なすこともできる。なお、時点Ｔ２’においては、連続する複数個（上記ｎよりも少ない適当な数、例えば５個程度）の積算平均値がすでに濃度許容範囲内にあること、あるいは、積算平均値が濃度許容範囲内に一旦入った後に所定時間（上記ｔより小さい適当な時間）濃度許容範囲から外れていないことが望ましい。
時点Ｔ２の後、制御装置４は、新しい積算平均値を継続的に監視し、積算平均値が上述した積算平均許容範囲を外れたら（図７のステップＳ６のＹｅｓ）直ちに、開閉弁２１６Ｖを開き開閉弁２１０Ｖを閉じる。これにより、タンク１０２内への処理液の供給が停止され、再びドレンライン２１６への処理液の予備捨てが行われるようになる（図７のステップＳ９）。
この再度の予備捨ての開始後、ステップＳ１に戻ってもよい。このとき、ステップＳ２の判断がＮｏの状態が続くか、あるいはステップＳ４の判断がＮｏの状態が続くのであれば、いずれかの構成機器に異常があるものと推定されるため、制御装置４は予め設定された時間を経過した後にアラームを発生させる。
図７のステップＳ６の判断がＮｏとなっている状態が維持されているのであれば、必要な量の処理液がタンク１０２に貯留されるまで、タンク１０２への処理液の供給が継続される（図７のステップＳ７，Ｓ８）。
また、瞬時濃度値が水平線Ｃ１Ｈ（第１上限値に対応），Ｃ１Ｌ（第１下限値に対応）で挟まれた積算平均監視開始基準範囲に収まったら（図６の時点Ｔ１、図７のステップＳ２のＹｅｓに対応）、収まった時点から予め定められた時間（例えば１秒）が経過した後に、混合比のフィードバック制御における測定値ＰＶが、濃度の積算平均値に切り替えられ、フィードバック制御が目標濃度値（設定値ＳＶ）に対する瞬時濃度値の積算平均値の偏差に基づいて行われるようになる。切替前におけるフィードバック制御における測定値ＰＶとしては、例えば瞬時濃度値の移動平均を用いることができる（設定値ＳＶは同じく目標濃度値でよい）。このようにすることにより、安定した制御を行うことができる。また、タンク１０２内への処理液の供給が開始されると同時に（時点Ｔ２）、フィードバック制御における測定値ＰＶが、上述したものと同じ新しい積算平均値に切り替えられる。
上述のように積算平均を用いて処理液の濃度の制御及び監視を行うことにより、装置の濃度制御の不安定さを回避しつつ、タンク１０２により精確な濃度の処理液を供給することができる。実際のところ、発明者の試験によれば、タンク１０２に供給された後に循環ライン１０４を流れて十分に均質化された後の処理液の濃度を測定したところ、処理液の濃度許容範囲内に入っていた。瞬時濃度値またはその移動平均に基づき混合比の制御及びタンク１０２への処理液の供給開始の可否を判断することも可能である。しかしながら、処理液供給の可否判断に比較的複雑なロジックを用いることが必要となり、また、判断に長い時間がかかる場合もある。また、制御が不安定となり処理液の濃度が許容範囲内で安定するまでに非常に時間がかかる場合もある。判断及び濃度の安定までに長時間を要すると、液処理装置の稼働効率が低下し、また、予備捨てで捨てられる処理液の量が増えるので経済的ではない。これに対して、積算平均を用いることにより、判断を非常に単純なロジックに基づいて行うことができ、タンク１０２への処理液の供給開始の可否の判断を短時間で行うことができる。したがって、基板に精確な濃度の処理液を短時間で供給することができる。
次に、タンク１０２及び循環ライン１０４を含む循環系内にある処理液を全て入れ替えに際して、タンク１０２に処理液を貯める前にタンク及び循環ラインを含む循環系をフラッシング液（例えば純水）により洗浄した後に、タンク１０２に処理液を供給する好適な実施形態について説明する。この場合、ある程度の量のフラッシング液が循環系に不可避的に残留するため、精確な濃度の処理液がタンク１０２に貯留されるようにすることは一般的に困難である。
この実施形態では、１回でタンク１０２に処理液を満液状態となるまで供給するのではなく、少なくとも２回に分けてタンク１０２に処理液を供給する。1回目には、タンク１０２の定格容量の概ね半分の量の処理液を供給する。タンク１０２への処理液の供給量は、液位計１２０の検出値に基づいて制御する。図２には詳細に記載していないが、液位計１２０は、例えば、複数の液位センサ（図示せず）、例えば下限液位ＬＬ、低液位Ｌ、高液位Ｈ、上限液位ＨＨをそれぞれ検出する４つの液位センサを備えて構成されている。高液位Ｈというのは、タンク１０２の定格容量の処理液がタンク１０２内にあるときの液位であり、低液位Ｌというのは、処理液の消費により当該低液位Ｌよりも液位が低くなった場合に処理液の補充が求められる液位である。この実施形態では、第１回目の処理液供給により、タンク１０２に低液位Ｌまで処理液を供給し、第２回目の処理液供給により高液位Ｌまで処理液を供給するものとする。
第１回目の処理液供給にあたって、まず、タンク１０２に貯留すべき処理液の目標濃度を濃度コントローラ２１４の制御目標値としてセットする。この制御目標値としての濃度は、タンク１０２に貯留すべき処理液の目標濃度と完全に等しくてもよいが、フラッシングの後に循環系に残留しているフラッシング液（ここでは希釈液と同じ純水）の量を考慮してタンク１０２に貯留すべき処理液の濃度よりもやや高い濃度に設定してもよい。この状態で、図７のフローチャートに記載したステップＳ１〜Ｓ８の手順を実行する。ステップＳ５でタンク１０２に処理液の供給を開始した後、タンク１０２内にある程度の処理液が溜まったら（例えば下限液位ＬＬを超えたら）、ポンプ１０６を動作させ、循環ライン１０４内に処理液を循環させる。ステップＳ７における「処理液を必要量タンクに供給した？」は、「タンク１０２内の処理液の液位が低液位Ｌとなった？」と読み替えればよい。
ステップＳ１の予備捨て操作を行う際に、希釈液ライン２０４Ｂに希釈液を流し始めてから所定の遅れ時間の経過後に、薬液ライン２０４Ａに薬液を流し始めることが好ましい。遅れ時間の間に、例えば濃度計２１２の健全性確認を行うことができる。
第１回目の処理液供給のステップＳ８が終了したら、開閉機能を利用して可変絞り弁２０８Ａ，２０８Ｂを閉じ、開閉弁２２０Ｖを開き、取出ライン２２０を介して循環ライン１０４内を流れている処理液を処理液供給ライン２１０に流し、濃度計２１２によりタンク１０２及び循環ライン１０４を含む循環系内にある処理液の濃度を測定する（図２の構成が採用されている場合）。測定終了後、適当なタイミングで、開閉機能を利用して可変絞り弁２０８Ａ，２０８Ｂを開き、開閉弁２２０Ｖを閉じる。
濃度測定結果に基づいて、第２回目の処理液供給のための濃度コントローラ２１４の制御目標値を決定する。すなわち、測定された濃度がタンク１０２に貯留すべき処理液の目標濃度よりも低い（高い）のであれば、当該目標濃度よりも高い（低い）濃度を濃度コントローラ２１４の制御目標値をとしてセットする。濃度目標値の設定は、現時点で循環系に存在している処理液の量と、第２回目の処理液供給により供給される処理液の比率が既知であるので、容易に算出することができる。この制御目標値の演算は、制御装置４に格納された演算プログラムにより実行することができる。
図７のフローチャートに記載したステップＳ１〜Ｓ８の手順を再び実行する。遅くともステップＳ５の開始時点では循環ライン１０４内に処理液が循環していることが好ましい。ステップＳ７における「処理液を必要量タンクに供給した？」は、「タンク１０２内の処理液の液位が高液位Ｌとなった？」と読み替えればよい。
第２回目の処理液供給が終了したら、第１回目の処理液供給後と同様にして、濃度計２１２によりタンク１０２及び循環ライン１０４を含む循環系内にある処理液の濃度を測定する。測定された濃度が目標濃度に対する許容範囲内に入っていれば、タンク１０２への処理液の供給操作が完了する。その後、任意の時期に、処理液を処理ユニット１６に供給して基板の処理を行うことができる。
例えば、フラッシングの後に循環系に残留しているフラッシング液の量が予想よりかなり多く、このため、第１回目の処理液供給後に測定された循環系内の処理液の濃度が、目標濃度より大幅に低い場合が考えられる。この場合、第２回目の処理液供給において供給する処理液の濃度（制御目標値）を大幅に高くし、２回目の処理液供給後における循環系内の処理液の濃度を目標濃度に対する許容範囲内に入れることも考えられる。
しかしながら、目標濃度から大きく外れた処理液を生成しようとすることは、濃度制御精度の観点から好ましくない。従って、制御目標値の許容範囲（上限値及び下限値）を設け、第２回目（３回目以降も）の処理液供給時における濃度コントローラ２１４の制御目標値を許容範囲内で設定する。そうすると、第２回目の処理液供給が終了した後においてもなお、循環系内にある処理液の濃度目標濃度に対する許容範囲内に入らないこともある。
この場合、第２回目の処理液供給の完了後に、開閉弁１１８Ｖを開き、タンク１０２から所定量の処理液を排出し（例えばタンク１０２内の液位が低液位Ｌになるまで排出する）、その後、第３回目の処理液供給を行う。
第２回目の処理液供給後の循環系内の処理液の濃度測定を行った後、第２回目と同様にして第３回目の処理液供給のための濃度コントローラ２１４の制御目標値を決定し、図７のフローチャートに記載したステップＳ１〜Ｓ８の手順を再び実行する。液処理装置の運転効率を向上させる観点から、ステップＳ５までの手順を、第２回目の処理液供給後のタンク１０２からの処理液の排出と並行して行うことが好ましい。なお、第３回目の処理液供給が終了した後においてもなお、循環系内にある処理液の濃度目標濃度に対する許容範囲内に入らないときには、第３回目と同様の手順により、第４回目あるいはさらにそれ以降の処理液供給を行ってもよい。
図２及び図３に示す実施形態において、図９に示すように、混合弁２０８の下流側に、（詳細には薬液ライン２０４Ａ及び希釈液ライン２０４Ｂの合流点と処理液供給ライン２１０への濃度計２１２の接続点との間の位置に、少なくとも１つのインラインミキサ２４１，２４２を設けることが好ましい。少なくとも１つのインラインミキサは、（通常の）スタティックミキサ２４１と、時間差式ミキサ２４２との組み合わせとすることができる。好ましくはスタティックミキサ２４１が上流側に設けられ、時間分割式ミキサ２４２は下流側に設けられる。ここで「時間差式ミキサ」という用語は、ミキサ内に流入してきた流体を流路長の異なる複数の流路に分岐させて流してその後再び合流させる形式のものを意味する。「（通常の）スタティックミキサ」という用語は、上記の「時間差式ミキサ」の構成を有していないもので、ミキサ内に流入してきた流体を分割、転換、反転させる形式のものを意味する。スタティックミキサは管断面方向の濃度均一性に優れた混合を実現しやすい傾向にあり、時間分割式ミキサは管軸線方向の濃度均一性に優れた混合を実現しやすい傾向にある。このような長所を有するミキサを組み合わせることにより、管断面方向及び管軸線方向の濃度均一性の高い希釈薬液を生成することができる。このようなインラインミキサを設けることにより、図５及び図６に示したような濃度計２１２の検出値の振動が緩和され、処理液の供給可否の判断をより速い時点で行うことができる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。
上記の実施形態では、タンク液供給部１１６が、循環ライン１０４を介して処理ユニット１６に接続されたタンク１０２に処理液を供給している(すなわち処理液生成機構（２０６Ａ，２０６Ｂ，２０８)が生成した処理液の供給目的場所がタンク１０２である）が、これには限定されない。例えば、図１０に示すように、タンク液供給部１１６と同一構成の処理液供給部１１６’が、タンクを介さずに処理ユニット１６に処理液を供給してもよい。図１０の実施形態では、処理液供給ライン２１０の接続領域１１０’に分岐ライン１１２を介して一つまたは複数の処理ユニット１６が接続されている。処理液供給部１１６’による処理液の供給手順は、タンク液供給部１１６による処理液の供給手順と同じである。すなわち、例えば図７のフローチャートに記載された手順が実行され、ステップＳ４における判断結果がＹｅｓとなったら、開閉弁２１６Ｖを閉じて開閉弁２１０Ｖを開くことにより、ドレンライン２１６を介した予備捨て操作を終了して処理ユニット１６への処理液の供給を開始する。これらの複数の処理ユニット１６に順次基板を投入し、基板に処理液を供給するときには、各処理ユニット１６の処理スケジュールに応じて、開閉弁１１２Ｖを開くことにより対応する処理ユニット１６に処理液を供給する。この場合、例えば、接続領域１１０’内の圧力の安定化のため、接続領域１１０’より下流側の処理液供給ライン２１０の末端部分２１０’にリリーフ弁３００を設けてもよい。予備捨て操作は、接続領域１１０’より下流側の処理液供給ライン２１０の末端部分２１０’を介して行ってもよいが（この場合、図１０に示したリリーフ弁３００は設けないか、末端部分２１０’から分岐するドレンラインを設ける）、本実施形態のように供給目的場所よりも上流側にあるドレンライン２１６を介して行うことにより、予備捨てする処理液の量を減らすことができ、短時間で基板に処理液を供給することができる。
また例えば、濃度計２１２が設けられている位置よりも上流側に設けられるデバイス（すなわち処理液生成機構を構成するデバイス）は、図２及び図３に示した定圧弁と可変絞り弁の組合せに限定されるものではなく、濃度計２１２の検出値に基づいて所望の精度で濃度調節を行うことができるものであれば、任意である。例えば、定圧弁と可変絞り弁の組合せに代えて、ＬＦＣ等の流量制御器を設けてもよい。
また例えば、定圧弁と可変絞り弁の組合せにおいて、定圧弁の設定を固定して（二次側圧力を変化させない）、可変絞り弁の開度調節により、混合部に流れ込む原料液の流れを制御してもよい。
また例えば、大流量の原料液（ＤＩＷ）の流れを調節することに代えて、小流量の原料液（ＨＦ）の流れを調節することにより、処理液の濃度を調節してもよい。
上記の実施形態において、処理ユニット１６で処理される基板は、半導体ウエハ、ＬＣＤ用のガラス基板、セラミック基板等、半導体装置製造の技術分野で用いられる任意の基板とすることができる。
４ 制御装置
１６ 液処理部（処理ユニット）
１０２ タンク
１０４ 循環ライン
１１２ 分岐ライン
２０６Ａ，２０６Ｂ 定圧弁（処理液生成機構）
２０８ 混合弁（処理液生成機構）
２１０ 処理液供給ライン
２１０Ｖ，２１６Ｖ 切替機構
２１２ 濃度測定装置
２１２，２１２’ 濃度測定装置（第１濃度測定部、第２濃度測定部）
２１６ ドレンライン

Claims (14)

  1. 少なくとも２種類の原料液を混合してなる処理液を貯留するタンクと、
    処理液が前記タンクから出て前記タンクに戻るように流れる循環ラインと、
    前記タンク内の処理液を用いて基板に液処理を施す液処理部と、
    前記少なくとも２種類の原料液のそれぞれの供給源から供給される原料液を混合して処理液を生成する処理液生成機構と、
    前記処理液生成機構で生成された処理液を前記タンクに供給する処理液供給ラインと、
    前記循環ラインを流れる処理液の濃度及び前記処理液供給ラインを流れる処理液の濃度を測定する濃度測定装置と、
    前記濃度測定装置により測定された処理液の濃度に基づいて、この処理液の濃度が予め定められた範囲内の濃度になるように前記処理液生成機構を制御する制御装置と
    を備えた基板液処理装置。
  2. 前記制御装置は、前記濃度測定装置により測定された前記循環ラインを流れる処理液の濃度に基づいて、この処理液の濃度を予め定められた範囲内の濃度とするために必要な濃度及び量の処理液が前記処理液供給ラインを介して前記タンクに供給されるように前記処理液生成機構を制御する、請求項１記載の基板液処理装置。
  3. 前記制御装置は、前記濃度測定装置により測定された前記処理液供給ラインを流れる処理液の濃度に基づいて、この処理液の濃度を予め定められた範囲内の濃度にするために必要な濃度及び量の処理液が、前記処理液供給ラインを介して前記タンクに供給されるように、前記処理液生成機構を制御する、請求項１または２記載の基板液処理装置。
  4. 前記制御装置は、処理液が前記処理液生成機構から前記処理液供給ラインを介して前記タンクに供給されているときに、前記濃度測定装置により測定された前記処理液供給ラインを流れる処理液の濃度に基づいて、前記処理液供給ラインを流れる処理液の濃度が前記予め定められた範囲内の濃度となるように、前記処理液生成機構における原料液の混合比を制御する、請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の基板液処理装置。
  5. 前記循環ラインを流れる処理液を取り出して前記処理液供給ラインに送る濃度計測用の取出ラインをさらに備え、前記濃度測定装置は、前記処理液供給ラインに設けられており、前記処理液生成機構により生成された処理液の濃度と、前記循環ラインから前記取出ラインを介して前記処理液供給ラインに送られた処理液の濃度の両方を測定することが可能である、請求項１から４のうちのいずれか一項に記載の基板液処理装置。
  6. 前記濃度測定装置は前記処理液供給ラインを流れる処理液の瞬時濃度を測定し、
    前記制御装置は、前記処理液生成機構により処理液の生成が開始された後、前記濃度測定装置により測定された瞬時濃度の積算平均値を算出するとともに当該積算平均値を監視し、さらに前記積算平均値が予め定められた許容範囲内に収まるように処理液生成機構を制御することを特徴とする、請求項１から５のうちいずれか一項に記載の基板液処理装置。
  7. 前記処理液供給ラインから分岐する、前記処理液供給ラインから処理液を排出するためのドレンラインと、
    前記処理液生成機構で生成された処理液が前記ドレンラインに流れるようにする第１状態と、前記処理液生成機構で生成された処理液が前記タンクに供給されるようにする第２状態との間で切り替えを行うことができる切替機構と、
    をさらに備え、
    前記制御装置は、前記積算平均値が予め定められた許容範囲内のときは、前記切替機構を第２状態とし、前記積算平均値が予め定められた許容範囲から外れたときは、前記切替機構を前記第１状態とするように制御することを特徴とする、請求項１から６のうちいずれか一項に記載の基板液処理装置。
  8. 前記濃度測定装置は、前記循環ラインを流れる処理液の濃度を測定する第１濃度測定部と、前記処理液供給ラインに設けられ前記処理液供給ラインを流れる処理液の濃度を測定する第２濃度測定部からなる、請求項７記載の基板液処理装置。
  9. 少なくとも２種類の原料液を混合してなる処理液を貯留するタンクと、処理液が前記タンクから出て前記タンクに戻るように流れる循環ラインと、前記循環ラインを流れる処理液を用いて基板に液処理を施す処理部と、を備えた基板液処理装置を用いる基板液処理方法において、
    前記循環ラインを流れる処理液の濃度を測定することと、
    測定された処理液の前記濃度に基づいて、前記循環ライン及び前記タンク内に存在する処理液の濃度を所望の範囲内の濃度とするために前記タンクに追加すべき処理液の濃度及び量を求めることと、
    求められた前記濃度及び前記量の処理液をタンクに供給することと、
    を備え、
    前記濃度及び前記量の処理液をタンクに供給することは、前記少なくとも２種類の原料液のそれぞれの供給源から供給される原料液を処理液生成機構により混合して、処理液供給ラインを介して前記タンクに送ることと、前記処理液供給ラインを流れる処理液の濃度を測定することと、測定された濃度に基づき、前記処理液供給ラインを流れる処理液の濃度が求められた前記濃度となるように前記処理液生成機構における原料液の混合比を調節することと、を有している、基板液処理方法。
  10. 少なくとも２種類の原料液のそれぞれの供給源から供給される原料液を混合して処理液を生成する処理液生成機構と、
    前記処理液生成機構により生成された処理液を用いて基板に液処理を施す液処理部と、
    前記処理液生成機構で生成された処理液を、前記液処理部または前記液処理部に接続された供給目的場所に供給する処理液供給ラインと、
    前記処理液供給ラインを流れる処理液の瞬時濃度を測定する濃度測定装置と、
    前記処理液生成機構で混合される原料液の混合比を制御する制御装置と、を備え、
    前記制御装置は、前記濃度測定装置により測定された瞬時濃度の積算平均値を逐次算出するとともに当該積算平均値を監視し、前記積算平均値が目標濃度に関する予め定められた許容範囲内に収まるように前記処理液生成機構を制御することを特徴とする、基板液処理装置。
  11. 前記処理液供給ライン上の分岐点において前記処理液供給ラインから分岐すする、前記処理液供給ラインから処理液を排出するためのドレンラインと、
    前記処理液生成機構で生成された処理液が前記ドレンラインに流れるようにする第１状態と、前記処理液生成機構で生成された処理液が前記液処理部または前記供給目的場所に供給されるようにする第２状態との間で切り替えを行うことができる切替機構と、
    をさらに備え、
    前記制御装置は、前記積算平均値が前記予め定められた許容範囲内のときは、前記切替機構を第２状態とし、前記積算平均値が前記予め定められた許容範囲から外れたときは、前記切替機構を前記第１状態とするように制御することを特徴とする、請求項１０記載の基板液処理装置。
  12. 前記制御装置は、切替機構が前記第１状態から前記第２状態に切り替えられた時に、その後に算出される積算平均値の算出に用いられる瞬時濃度のデータから、切替機構が前記第１状態から前記第２状態に切り替えられる前に取得された瞬時濃度のデータの一部を除外する、請求項１０または１１記載の基板液処理装置。
  13. 前記供給目的場所が、前記液処理部に循環ラインを介して接続された処理液を貯留するためのタンクである、請求項１０から１２のうちのいずれか一項に記載の基板液処理装置。
  14. 少なくとも２種類の原料液のそれぞれの供給源から供給される原料液を混合して処理液を生成する処理液生成機構と、前記処理液生成機構により生成された処理液を用いて基板に液処理を施す液処理部と、前記処理液生成機構で生成された処理液を、前記液処理部または前記液処理部に接続された供給目的場所に供給する処理液供給ラインと、前記処理液供給ラインを流れる処理液の瞬時濃度を測定する濃度測定装置と、を備えた基板液処理を用いる基板液処理方法において、
    前記処理液生成機構で混合される原料液の混合比を制御しながら処理液を生成し、生成した処理液を前記処理液供給ラインに流すことと、
    前記濃度測定装置により前記処理液供給ラインを流れる処理液の瞬時濃度を測定することと、
    前記濃度測定装置により測定された瞬時濃度の積算平均値を逐次算出するとともに当該積算平均値を監視することと、
    監視している前記積算平均値が前記目標濃度に関する予め定められた許容範囲内に収まった処理液を前記液処理部または前記供給目的場所に流すことと、
    を備え、
    前記原料液の混合比の制御は、前記積算平均値が目標濃度に関する予め定められた許容範囲内に収まるように前記処理液生成機構を制御することにより行われる、基板液処理方法。
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