JP2015162671A - Diluted solution supply device, substrate liquid processing device and flow rate control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、希釈薬液供給装置で用いられる流量制御機構の流量制御精度を向上させる技術に関する。 The present invention relates to a technique for improving the flow control accuracy of a flow control mechanism used in a diluted chemical supply apparatus.
半導体装置の製造工程においては、薬液を用いて半導体ウエハ等の基板の表面を洗浄する工程がある。このような洗浄工程において、例えば、基板の表面にフッ酸及び有機酸を純水(DIW)で希釈した還元用薬液が用いられる(例えば特許文献1を参照)。このような還元用薬液に含まれるフッ酸及び有機酸の濃度は非常に低く、例えば数10ppm程度である。このような超低濃度の希釈薬液を精確な濃度で調合するのは困難である。 In the manufacturing process of a semiconductor device, there is a process of cleaning the surface of a substrate such as a semiconductor wafer using a chemical solution. In such a cleaning process, for example, a reducing chemical solution obtained by diluting hydrofluoric acid and organic acid with pure water (DIW) is used on the surface of the substrate (see, for example, Patent Document 1). The concentration of hydrofluoric acid and organic acid contained in such a reducing chemical is very low, for example, about several tens of ppm. It is difficult to prepare such an ultra-low concentration diluted drug solution at an accurate concentration.
特許文献2には、超低濃度の薬液(ここでは希フッ酸)を調整する手段を備えた液処理装置が記載されている。特許文献2の装置は、複数の薬液貯留タンク及び薬液混合部を備えており、第1混合部により希釈された比較的高濃度の希釈薬液を第1タンクに貯留し、第1タンクに貯留された希釈薬液を第2混合部により希釈して得た低濃度の希釈薬液を第2タンクに貯留し、第2タンクに貯留された希釈薬液を第2混合部により希釈して得た超低濃度の希釈薬液をノズルから基板に供給している。このように、薬液を多段階に希釈することにより、超低濃度の希釈薬液を精確な濃度で供給することが可能となる。しかし、このように薬液貯留タンク及び薬液混合部の数が増えると、液処理装置が大型化する。 Patent Document 2 describes a liquid processing apparatus provided with means for adjusting an ultra-low concentration chemical solution (here, dilute hydrofluoric acid). The device of Patent Literature 2 includes a plurality of chemical solution storage tanks and a chemical solution mixing unit, stores a relatively high concentration diluted chemical solution diluted by the first mixing unit in the first tank, and is stored in the first tank. The diluted chemical solution obtained by diluting the diluted chemical solution by the second mixing unit is stored in the second tank, and the diluted chemical solution stored in the second tank is diluted by the second mixing unit. The diluted chemical solution is supplied from the nozzle to the substrate. Thus, by diluting the chemical solution in multiple stages, it becomes possible to supply an ultra-low concentration diluted chemical solution with an accurate concentration. However, when the number of the chemical solution storage tank and the chemical solution mixing unit increases in this way, the size of the liquid processing apparatus increases.
本発明は、低流量における薬液流量制御機構の流量制御精度を向上させ、もって、精確な濃度で希釈薬液を生成することを可能とすることを目的とするものである。 It is an object of the present invention to improve the flow rate control accuracy of a chemical flow rate control mechanism at a low flow rate, and thereby to generate a diluted chemical solution with an accurate concentration.
本発明によれば、薬液を希釈液で希釈してなる希釈薬液を生成して供給する希釈薬液供給装置であって、希釈液供給源に接続された希釈液ラインと、薬液供給源に接続されるとともに、前記希釈液ライン上の合流点において前記希釈液ラインに合流する薬液ラインと、前記希釈液ラインに介設された希釈液流量制御機構と、前記薬液供給ラインに介設された薬液流量制御機構と、を備え、前記薬液流量制御機構は、前記薬液ライン上の分岐点において前記薬液ラインから分岐して前記希釈液ラインとは異なる場所に至る流出ラインと、前記分岐点の上流側において、薬液ラインに介設された第1の流量制御機器と、前記流出ラインに介設された第2の流量制御機器と、前記合流点を介して前記薬液ラインから前記希釈液ラインに流入させるべき薬液の流量の目標値に基づいて、前記薬液ラインを前記分岐点に向けて第1の流量で薬液が流れるように前記第1の流量制御機器を制御するとともに、かつ、前記分岐点を介して前記薬液ラインから前記流出ラインに第2の流量で薬液が流出するように前記第2の流量制御機器を制御する制御部と、を備え、前記第1の流量から前記第2の流量を減じた値が前記目標値に相当する、希釈薬液供給装置が提供される。 According to the present invention, there is provided a diluted chemical liquid supply device that generates and supplies a diluted chemical liquid obtained by diluting a chemical liquid with a diluent, and is connected to a diluent liquid line connected to the diluent supply source and the chemical liquid supply source. And a chemical liquid line that merges with the dilution liquid line at a confluence point on the dilution liquid line, a dilution liquid flow rate control mechanism that is interposed in the dilution liquid line, and a chemical liquid flow volume that is interposed in the chemical liquid supply line A control mechanism, and the chemical flow rate control mechanism is an outlet line branched from the chemical liquid line at a branch point on the chemical liquid line to reach a location different from the dilution liquid line, and upstream of the branch point. A first flow rate control device interposed in the chemical liquid line, a second flow rate control device interposed in the outflow line, and a flow line from the chemical liquid line to the dilution liquid line via the junction. Based on the target value of the flow rate of the chemical solution, the first flow rate control device is controlled so that the chemical solution flows at the first flow rate toward the branch point through the chemical solution line, and via the branch point. And a controller that controls the second flow rate control device so that the chemical solution flows out from the chemical solution line to the outflow line at a second flow rate, and the second flow rate is subtracted from the first flow rate. A diluted chemical supply device is provided in which the value corresponds to the target value.
また、本発明は、上記の希釈薬液供給装置を用いた基板液処理装置も提供する。 The present invention also provides a substrate liquid processing apparatus using the above-described diluted chemical liquid supply apparatus.
さらにた、本発明によれば、希釈液供給源に接続された希釈液ラインと、薬液供給源に接続されるとともに、前記希釈液ライン上の合流点において前記希釈液ラインに合流する薬液ラインと、前記希釈液ラインに介設された希釈液流量制御機構と、前記薬液供給ラインに介設された薬液流量制御機構と、を備え、前記薬液流量制御機構が、前記薬液ライン上の分岐点において前記薬液ラインから分岐して前記希釈液ラインとは異なる場所に至る流出ラインと、前記分岐点の上流側において、薬液ラインに介設された第1の流量制御機器と、前記流出ラインに介設された第2の流量制御機器と、を備えた希釈薬液供給装置を用いて所定の薬液濃度を有する希釈薬液を供給する方法において、前記希釈液ラインに所定の流量で希釈液を流すことと、前記所定の薬液濃度を得るために前記希釈液ラインを流れる希釈液に混合すべき薬液の流量の目標値を決定することと、前記薬液ラインを前記分岐点に向けて第1の流量で薬液が流れるように前記第1の流量制御機器を制御するとともに、前記分岐点を介して前記薬液ラインから前記流出ラインに第2の流量で薬液が流出するように前記第2の流量制御機器を制御して、これにより前記第1の流量から前記第2の流量を減じた流量で前記希釈液ラインに薬液を流入させて、前記希釈液ラインを流れる希釈液に薬液を混合して希釈薬液を生成することと、を備え、前記第1の流量から前記第2の流量を減じた値が前記目標値に相当する、希釈薬液供給方法が提供される。 Furthermore, according to the present invention, a dilution liquid line connected to the dilution liquid supply source, a chemical liquid line connected to the chemical liquid supply source, and merged with the dilution liquid line at a merging point on the dilution liquid line; A dilution flow rate control mechanism interposed in the dilution line, and a chemical flow rate control mechanism interposed in the chemical supply line, the chemical flow rate control mechanism at a branch point on the chemical line An outflow line that branches off from the chemical liquid line and reaches a location different from the dilution liquid line, a first flow rate control device that is interposed in the chemical liquid line on the upstream side of the branch point, and an intermediary in the outflow line In a method of supplying a diluted drug solution having a predetermined drug solution concentration using a diluted drug solution supply device provided with the second flow rate control device, flowing the diluted solution at a predetermined flow rate to the diluent line; Determining a target value of the flow rate of the chemical solution to be mixed with the diluent flowing through the diluent line in order to obtain the predetermined chemical solution concentration, and the chemical solution at a first flow rate with the chemical solution line facing the branch point; Controlling the first flow rate control device to flow, and controlling the second flow rate control device so that the chemical solution flows out from the chemical solution line to the outflow line through the branch point at a second flow rate. Thus, the chemical solution is caused to flow into the diluent line at a flow rate obtained by subtracting the second flow rate from the first flow rate, and the chemical solution is mixed with the diluent flowing through the diluent line to generate a diluted chemical solution. And a diluted chemical supply method is provided in which a value obtained by subtracting the second flow rate from the first flow rate corresponds to the target value.
本発明によれば、各々の流量制御機器単独では高い流量制御精度を得ることができない範囲内の薬液の流量を、各流量制御機器において高い流量制御精度を得ることができる範囲内の流量の流れから、高い流量制御精度を得ることができる範囲内の流量の流れを逃がすことにより実現している。2つの流量は各流量制御機器においてそれぞれ高精度で実現することができるため、得られる差分の薬液の流量も高精度で実現することができる。このたように、高精度で薬液の流量を制御することができるので、この薬液を希釈液で希釈してなる希釈薬液の濃度を高精度に制御することができる。 According to the present invention, the flow rate of the chemical solution within a range where high flow control accuracy cannot be obtained with each flow control device alone, and the flow rate within the range where high flow control accuracy can be obtained with each flow control device. Therefore, it is realized by releasing the flow of the flow rate within a range where high flow control accuracy can be obtained. Since the two flow rates can be realized with high accuracy in each flow control device, the flow rate of the obtained chemical solution can also be realized with high accuracy. As described above, since the flow rate of the chemical solution can be controlled with high accuracy, the concentration of the diluted chemical solution obtained by diluting the chemical solution with the diluent can be controlled with high accuracy.
以下に添付図面を参照して発明の実施形態について説明する。 Embodiments of the invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
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。
As shown in FIG. 1, the liquid processing apparatus includes a plurality of processing units (liquid processing units) 16 that perform liquid processing on a substrate, and a processing
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。
The processing
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。
One or
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。
The liquid processing apparatus includes a tank liquid replenishing
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。
As shown in FIG. 2, the liquid processing apparatus includes a
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。
Such a program may be recorded on a computer-readable storage medium, and may be installed in the
次に、図1に示した液処理装置のタンク102付近の構成について、図2を参照してさらに詳細に説明する。図2には示されていないが、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。
Next, the configuration in the vicinity of the
以下においては、処理液が、第1薬液としてのアンモニア水(NH4OHaq)及び第2薬液としての過酸化水素水(H2O2aq)を希釈液としての純水(DIW)で希釈した超低濃度の還元用薬液である場合を例にとって説明を行う。体積混合比「純水:アンモニア水:過酸化水素水」は、例えば約4000:5:1とする。 In the following, the treatment liquid is diluted with ammonia water (NH 4 OHaq) as the first chemical liquid and hydrogen peroxide water (H 2 O 2 aq) as the second chemical liquid with pure water (DIW) as the diluent. An explanation will be given taking as an example the case of an ultra-low concentration chemical solution for reduction. The volume mixing ratio “pure water: ammonia water: hydrogen peroxide solution” is, for example, about 4000: 5: 1.
タンク液補充部116、すなわち希釈薬液供給装置は、第1薬液であるアンモニア水を供給する第1薬液供給部分200と、第2薬液である過酸化水素水を供給する第2薬液供給部分220と、第1及び第2薬液を希釈するための希釈液であるDIWを供給する希釈液供給部分260とを有する。
The tank
第1薬液供給部分200は、第1薬液であるアンモニア水を貯留するタンクからなる第1薬液供給源201と、第1薬液供給源200から供給された第1薬液が流れる第1薬液ライン202とを有する。
The first chemical
第1薬液ライン202には、上流側から順に、ポンプ204、開閉弁206、流量計208、定圧弁210、可変絞り弁ここではニードル弁212、開閉弁214が介設されている。
In the first
定圧弁210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。第1薬液供給源200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の流量制御を行うために、定圧弁210の使用が好ましい。
The
本実施形態で使用している定圧弁210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)216により行われる。
The
本実施形態では、ニードル弁212の開度調節機能は初期設定のみに利用し、運転中はニードル弁212を固定絞りとして用いている。第1薬液ライン202を流れる第1薬液の流量調節は、定圧弁210の二次側圧力調節機能を用いて行う。定圧弁210の二次側圧力すなわち固定絞りとしてのニードル弁212の一次側圧力を変化させることにより、第1薬液ライン202を流れる第1薬液の流量を調節することができる。ニードル弁212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。(なお、圧損バランス調整については、例えば本件特許出願と同一出願人による特許出願に係る特開2011−142300号に記載されており、詳細についてはそちらを参照されたい。)
In this embodiment, the opening adjustment function of the
運転に際して、第1薬液の目標流量が、制御装置4から、その下位コントローラである流量コントローラ218に与えられる。流量コントローラ218は、流量計208の検出値に基づいて、電空レギュレータ216から定圧弁210に与えられるパイロット圧を調節し、定圧弁210の二次側圧力を調節することにより、第1薬液ライン202を流れる第1薬液の流量を制御する。
In operation, the target flow rate of the first chemical solution is given from the
流量計208、定圧弁210、電空レギュレータ216及び流量コントローラ218は、第1薬液ライン202を流れる第1薬液の流量を調節する第1流量制御機器200Aをなす。
The
第2薬液供給部分200は、第2薬液である過酸化水素水を貯留するタンクからなる第2薬液供給源221と、この第2薬液供給源220から供給された第2薬液が流れる第2薬液ライン222とを有する。
The second chemical
第2薬液ライン222には、上流側から順に、ポンプ224、開閉弁226、流量計228、定圧弁230、可変絞り弁ここではニードル弁232、流量計239、開閉弁234が介設されている。
A
流量計228、定圧弁230、電空レギュレータ236及び流量コントローラ238が、第2薬液ライン222を分岐点223に向かって流れる第2薬液の流量を調節する第2主流量制御機器220Aをなす。第2主流量制御機器220Aは、第1流量制御機器200Aと同様の動作により、第2薬液ライン222を分岐点223に向かって流れる第2薬液の流量が制御装置4から流量コントローラ238に与えられた目標流量となるように制御を行う。
The
第2主流量制御機器220Aの下流側、図示例ではニードル弁232と流量計239との間に設定された分岐点223において、第2薬液主ラインである第2薬液ライン222から第2薬液副ライン242(流出ライン)が分岐している。第2薬液副ライン242は、タンクからなる第2薬液供給源221に接続されている。
Downstream of the second main flow
第2薬液副ライン242には、上流側から順に、流量計248、定圧弁250、可変絞り弁ここではニードル弁252、開閉弁254が介設されている。
A
流量計248、定圧弁250、電空レギュレータ256及び流量コントローラ258が、第2薬液副ライン242を流れる液の流量を調節する第2副流量制御機器240Aをなす。第1流量制御機器200Aと同様の動作により、第2副流量制御機器240Aは、第2薬液副ライン242を流れる液の流量が制御装置4から流量コントローラ258に与えられた目標流量となるように制御を行う。
The
希釈液供給部分260は、第1及び第2薬液を希釈するための希釈液であるDIWの供給源である希釈液供給源260と、この希釈液供給源260から供給された希釈液が流れる希釈液ライン262とを有する。希釈液供給源260は、希釈液を加圧して送り出す機能を有する。
The dilution
希釈液ライン262には、上流側から順に、開閉弁266、流量計268、定圧弁270、可変絞り弁ここではニードル弁272が介設されている。
In the
流量計268、定圧弁270、電空レギュレータ276及び流量コントローラ278が、希釈液ライン262を流れる希釈液の流量を調節する第3流量制御機器260Aをなす。第1流量制御機器200Aと同様の動作により、第3流量制御機器260Aは、希釈液ライン262を流れる希釈液の流量が制御装置4から流量コントローラ278に与えられた目標流量となるように制御を行う。
The
希釈液ライン262の下流端はタンク102に接続されている。希釈液ライン262の第3流量制御機器260Aよりも下流側の領域に合流点262a,262bが設定されている。合流点262bに第2薬液ライン222すなわち第2薬液主ラインの下流端が接続され、合流点262aに第1薬液ライン202の下流端が接続されている。
The downstream end of the
希釈液ライン262には、合流点262bにおいて第2薬液ライン222を流れる第2薬液が流入し、さらに合流点262aにおいて第1薬液ライン202を流れる第2薬液が流入する。これにより、希釈液に第1薬液及び第2薬液が混合され、第1薬液及び第2薬液を希釈液で希釈してなる希釈薬液(希釈混合薬液)が生成される。以下において、希釈液ライン262の合流点262aより下流側の部分を、希釈薬液ライン261Aとも呼ぶ。
The second chemical liquid that flows through the second
合流点262aよりも更に下流側において、希釈液ライン262に分岐点262cが設定されており、この分岐点262cにおいて希釈液ライン262に希釈薬液ドレンライン280が接続されている。希釈液ライン262の分岐点262cの下流側には開閉弁281が介設され、希釈薬液ドレンライン280には開閉弁282が介設されている。開閉弁281,282の開閉切替えにより、希釈薬液ライン261Aを流れる希釈薬液が、タンク102に流入する状態と、希釈薬液ドレンライン280に排出される状態とを切り換えることができる。
A
希釈液ライン262の合流点262aと分岐点262cとの間の区間に、第1薬液、第2薬液及び希釈液の混合を促進するインラインミキサ等のデバイス(図示せず)を設けることも好ましい。
It is also preferable to provide a device (not shown) such as an in-line mixer that promotes mixing of the first chemical solution, the second chemical solution, and the diluent in the section between the
循環ライン104から測定用ライン290が分岐している。測定用ライン290は、循環ライン104を流れる希釈薬液の一部を取り込み、タンク102に向けて流す。測定用ライン290には、導電率計292が設けられている。希釈薬液の濃度は、測定された導電率に基づき計算することにより、精確に求めることができる。導電率計292は、タンク液補充部116により生成された希釈薬液の濃度が適正範囲内にあるか否かを検出するために用いることができる。なお、ドレン部118すなわちタンクドレン部は、タンクドレンラインと、当該タンクドレンラインに介設された開閉弁118aを有している。
A
次に、液処理装置(基板液処理装置)の運用方法について説明する。 Next, an operation method of the liquid processing apparatus (substrate liquid processing apparatus) will be described.
まず、タンク液補充部116から、所定の混合比の希釈薬液がタンク102内に供給される。希釈薬液における純水(希釈液):アンモニア水(第1薬液):過酸化水素水(第2薬液)は、例えば約4000:5:1とし、この混合比を実現するために、希釈液ライン261に純水を28000ml/min(ミリリットル毎分)の流量で流すとともに、第1薬液ライン202から希釈液ライン261にアンモニア水を35ml/min、第2薬液ライン222から希釈液ライン261に過酸化水素水を7ml/minの流量で流入させるものとする。このときの流量制御について以下に述べる。
First, a diluted chemical solution having a predetermined mixing ratio is supplied from the tank
まず、制御装置4から、第1薬液供給部分200の第1流量制御機器200A及び希釈液供給部分260の第3流量制御機器260Aの流量コントローラ218,278に対して上記の流量(35ml/min及び28000ml/min)を目標流量値として与える。
First, the flow rate (35 ml / min and the
また、制御装置4から、第2薬液供給部分220の第2主流量制御機器220A(第2薬液供給部分220における第1の流量制御機器)の流量コントローラ238及び第2副流量制御機器240A(第2薬液供給部分220における第2の流量制御機器)の流量コントローラ258に対して、上記の過酸化水素水の目標流量値7ml/minに対応する目標流量値をそれぞれ与える。具体的には、例えば、第2副流量制御機器240Aの流量コントローラ258に対して目標流量値Xml/minを与え、第2主流量制御機器220Aの流量コントローラ238に対して目標流量値(X+7)ml/minを与える。
Further, from the
流量「X」の設定は、第2主流量制御機器220A及び第2副流量制御機器240Aの実用制御流量範囲(実用的な流量制御精度が得られる範囲を意味し、例えば5〜100ml/minであるものとする)のうちの特に高い制御精度が得られる流量範囲に「X」及び「X+7」が入るように設定する。なお、高い流量制御精度が得られる流量範囲は、実験などにより予め把握することができる。一般的な流量制御デバイスでは、通常は、実用制御流量範囲のうちの低流量側で精度が比較的低く高流量側で比較的高くなる傾向にあり、また実用制御流量範囲の中央付近で最も精度が高くなる傾向にある。
The setting of the flow rate “X” means a practical control flow range of the second main
ここで使用している第2主流量制御機器220A及び第2副流量制御機器240Aにおいて、比較的高い流量制御精度が得られる流量範囲を30〜90ml/minであるとし、また、特に高い流量制御精度が得られる流量範囲を45〜75ml/minであるものとする。この場合、例えばXを50ml/minに設定すれば、X+7は57ml/minであり、いずれも45〜75ml/minの範囲内に入るので、オペレータが第2主流量制御機器220A及び第2副流量制御機器240Aの各々の目標流量値を上記の通り設定するものとする。すなわち、第2副流量制御機器240Aの流量コントローラ258に対して目標流量値50ml/minを与え、第2主流量制御機器220Aの流量コントローラ238に対して目標流量値57ml/minを与える。オペレータによる上記の設定は、制御装置4に付設された図示しない入力手段(キーボード、マウス、タッチパネル等)を介して行うことができる。
In the second main
なお、第2主流量制御機器220A及び第2副流量制御機器240Aの各々の目標流量値をオペレータがマニュアル設定することに代えて、制御装置4が自動的に設定するようにしてもよい。この場合、具体的には、第2薬液主ライン222から希釈液ライン261に供給すべき過酸化水素水のさまざまな目標流量値と、各目標流量値に対応する最適な第2主流量制御機器220A及び第2副流量制御機器240Aの各々に与えられる目標流量値との関係をデータベース化して制御装置4が記憶しておく。そして、第2薬液主ライン222から希釈液ライン261に供給すべき過酸化水素水の目標流量値がオペレータから入力されるか、或いはプロセスレシピにより指定されると、制御装置4が、データベースに記憶された関係に基づき、自動的に第2主流量制御機器220A及び第2副流量制御機器240Aの各々の目標流量値を決定する。
Note that the
高い流量制御精度が得られる範囲は機器構成により異なり、また、第2主流量制御機器220A及び第2副流量制御機器240Aによる制御が相互に影響を与え合うこともあるので、予め実験(予備運転)を行い、第2薬液供給ライン222を分岐点223から下流側に流れる第2薬液の流量の制御精度が最も良くなるように、第2主流量制御機器220A及び第2副流量制御機器240Aの流量目標値を設定するのがよい。上述した一般的な流量制御機器の流量制御精度分布を考慮すると、少なくとも、第2副流量制御機器240Aに与える目標流量値は、第2主流量制御機器220Aに与える目標流量値から第2副流量制御機器240Aに与える目標流量値を減じた値より大きいことが好ましい。
The range in which high flow control accuracy can be obtained varies depending on the device configuration, and the control by the second main
上述した目標流量値を達成するために適したニードル弁212,232,252及び開閉弁272内のニードル弁の開度は、実験(予備運転)により予め求めておく。各ニードル弁の開度を適当な値に設定することにより、各ニードル弁とそれぞれ協働する定圧弁210,230,250,270を制御精度の良い動作範囲で使用することができる。各ニードル弁の開度調整は、通常は、調整つまみを回転させて(自動でも手動でもよい)、調整つまみに接続されたねじ機構によりニードルを上下させることにより行われる。調整つまみの回転量(角度位置)を、予備運転時に決定された調整つまみの回転量に合わせれば、再現性良く、目標流量を達成することができる。
The opening degree of the
上記の状態で、開閉弁281を閉じ、開閉弁282を開く。また、開閉弁206,214,226,234,254,266,272を開き、第1薬液供給源201、第2薬液供給源221及び希釈液供給源261からそれぞれ、第1薬液ライン202、第2薬液ライン222及び希釈液ライン262に対応する液を供給する。
In the above state, the on-off
すると、希釈液ライン262を、第3流量制御機器260Aにより制御された流量(前述の28000ml/min)で希釈液が流れる。また、第1薬液ライン202を、第1流量制御機器200Aにより制御された流量(前述の35ml/min)で第1薬液が流れ、合流点262aにおいて希釈液ライン262に流入する。
Then, the diluent flows through the
また、第2薬液ライン222(第2薬液主ライン)を、第2主流量制御機器220Aにより制御された流量(前述のX+7)で第2薬液が流れる。また、分岐点223において、第2薬液ライン222(第2薬液主ライン)から、第2副流量制御機器240Aにより制御された流量(前述のX)で第2薬液が流出して、第2薬液供給源221に戻される。従って、第2薬液ライン222の分岐点の下流側には、両流量(X+7,X)の差分に相当する流量((X+7)−X=7)の流量で第2薬液が流れ、合流点262bにおいて希釈液ライン262に流入する。
Further, the second chemical liquid flows through the second chemical liquid line 222 (second chemical liquid main line) at a flow rate (X + 7 described above) controlled by the second main flow
希釈液ライン262内で混合された第1薬液、第2薬液及び希釈液からなる希釈薬液は、しばらくの間、希釈薬液ドレンライン280から排出される。
The diluted chemical liquid composed of the first chemical liquid, the second chemical liquid, and the diluted liquid mixed in the diluent
この状態で、流量計208,228,239,248,268の検出値を監視し、各ラインを流れる液の流量が前述した目標流量値を包含する許容範囲内で安定したら、開閉弁281を開き、開閉弁282を閉じる。すると、希釈薬液が希釈液ライン262(希釈薬液ライン261A)からタンク102に流入するようになる。なお、流量計239の検出値は、流量計の228の検出値から流量計248の検出値を引いた値で代用することも可能なため、流量計239を廃止することもできる。
In this state, the detection values of the
タンク102内に所定量の希釈薬液が貯まったら、この希釈薬液を循環ライン104に循環させる。循環ライン104を流れる希釈薬液は、必要に応じて分岐ライン112を介して処理ユニット16に供給される。処理ユニット16ではこの希釈薬液を処理液として、基板に所定の処理が施される。
When a predetermined amount of the diluted chemical solution is stored in the
上記の実施形態によれば、第2薬液主ライン222を分岐点232に向けて流れる第1薬液の流量を第1の流量制御機器220Aにより第1の流量(57ml/min)に制御し、第2薬液主ライン222を第1の流量で流れる第2薬液の一部を分岐点232を介して第2薬液副ライン242に逃がすとともに第2薬液副ライン242に逃がす第2薬液の流量を第2の流量制御機器240Aにより第2の流量(50ml/min)に制御し、これにより、第1の流量から第2の流量を減じた流量(7ml/min)で第2薬液主ライン222を分岐点232から液供給対象(希釈液ライン262の合流点262b)に向けて第2薬液が流れるようにしている。第1の流量から第2の流量を減じた流量というのは、液供給対象である合流点262bに供給すべき液の目標流量である。
According to the above-described embodiment, the flow rate of the first chemical liquid flowing through the second chemical liquid
上記の実施形態によれば、前述したように第1の流量制御機器220A及び第2の流量制御機器240A単独では高い流量制御精度を得ることができない範囲内の流量(7ml/min)を、高い流量制御精度を得ることができる範囲内の流量(57ml/min)の流れから、高い流量制御精度を得ることができる範囲内の流量(50ml/min)の流れを逃がすことにより実現している。2つの流量((57ml/min)(50ml/min))は第1の流量制御機器220A及び第2薬液主ライン222によりそれぞれ高精度で実現することができるため、得られる差分の流量(7ml/min)も高精度で実現することができる。すなわち、上記実施形態に係る流量制御技術によれば、流量制御機器自体を改良することなく小流量側であっても高精度で流量を制御することができる。
According to the above embodiment, as described above, the flow rate (7 ml / min) within a range in which high flow control accuracy cannot be obtained by the first
なお、第2薬液供給部分200が液供給対象(図示例では希釈液ライン262の合流点262b)に高流量例えば(50ml/min)程度の流量で第2薬液を供給したい場合には、そのような流量は第1の流量制御機器220Aのみにより高精度で実現できるため、第2副薬液ライン242に第2薬液を逃がさないで、第2主薬液ライン222及び第2主流量制御機器220Aのみにより、第2薬液供給部分200から液供給対象への流量を制御するという使用態様も考えられる。すなわち液供給対象に供給すべき液の目標流量がある閾値より小さい場合には、第2副薬液ライン242に第2薬液を逃がし、前記閾値より大きい場合には、第2副薬液ライン242に第2薬液を逃がさないようにする使用態様が考えられるということである。
In addition, when the 2nd chemical | medical
本実施形態においては、第1流量制御機器200A、第2主流量制御機器220A及び第2副流量制御機器240Aを構成するデバイス(流量計、定圧弁、ニードル弁、電空レギュレータ、流量コントローラ)は互いに同じものであるが、異なるものであってもよい。
In the present embodiment, the devices (flow meter, constant pressure valve, needle valve, electropneumatic regulator, flow controller) constituting the first
第1薬液供給部分200において、第2薬液供給部分220のような第2副薬液ライン242に第2薬液を逃がす構成を採用していないのは、第1薬液の流量が比較的大きく、第2薬液供給部分220のような構成を採用しなくても十分な流量制御精度が得られるからである。第1薬液の流量次第では、第2薬液供給部分220と同様な構成を第1薬液供給部分200において採用することが可能である。
The first chemical
上記実施形態においては、第2副薬液ライン242に逃がした第2薬液をタンクからなる第2薬液供給源221に戻したが、これには限定されない。第2副薬液ライン242をドレンラインとして、逃がした第2薬液を廃棄してもよい。
In the said embodiment, although the 2nd chemical | medical solution escaped to the 2nd secondary chemical |
上記実施形態においては、薬液はアンモニア水及び過酸化水素水であったが、これには限定されず、他の任意の薬液、例えばクエン酸等の有機酸、フッ酸等であってもよい。また、希釈液に混合する薬液の種類の数も任意である。また、基板は、半導体ウエハに限らず、ガラス基板、セラミック基板等であってもよい。 In the above embodiment, the chemical solution is ammonia water and hydrogen peroxide solution, but is not limited thereto, and may be any other chemical solution, for example, an organic acid such as citric acid, hydrofluoric acid, or the like. Also, the number of types of chemicals to be mixed with the diluent is arbitrary. The substrate is not limited to a semiconductor wafer, and may be a glass substrate, a ceramic substrate, or the like.
4 制御部(制御装置)
220A 第1の流量制御機器(第2主流量制御機器)
221 液供給源、液供給対象とは異なる場所
222 薬液ライン(第2主薬液ライン)
223 薬液ラインの分岐点
240A 第2の流量制御機器(第2副流量制御機器)
242 流出ライン(第2副薬液ライン)
262 希釈液ライン
262b 希釈液ライン上の合流点
4 Control unit (control device)
220A First flow control device (second main flow control device)
221 Liquid supply source, place different from the
223 Branch point of chemical
242 Outflow line (second secondary chemical line)
262
Claims (13)
希釈液供給源に接続された希釈液ラインと、
薬液供給源に接続されるとともに、前記希釈液ライン上の合流点において前記希釈液ラインに合流する薬液ラインと、
前記希釈液ラインに介設された希釈液流量制御機構と、
前記薬液供給ラインに介設された薬液流量制御機構と、
を備え、
前記薬液流量制御機構は、
前記薬液ライン上の分岐点において前記薬液ラインから分岐して前記希釈液ラインとは異なる場所に至る流出ラインと、
前記分岐点の上流側において、薬液ラインに介設された第1の流量制御機器と、
前記流出ラインに介設された第2の流量制御機器と、
前記合流点を介して前記薬液ラインから前記希釈液ラインに流入させるべき薬液の流量の目標値に基づいて、前記薬液ラインを前記分岐点に向けて第1の流量で薬液が流れるように前記第1の流量制御機器を制御するとともに、かつ、前記分岐点を介して前記薬液ラインから前記流出ラインに第2の流量で薬液が流出するように前記第2の流量制御機器を制御する制御部と、を備え、
前記第1の流量から前記第2の流量を減じた値が前記目標値に相当する、希釈薬液供給装置。 A dilute drug supply device that generates and supplies a diluted drug solution obtained by diluting a drug solution with a diluent,
A diluent line connected to the diluent source;
A chemical liquid line connected to the chemical liquid supply source and merged with the dilution liquid line at a merge point on the dilution liquid line;
A diluent flow rate control mechanism interposed in the diluent line;
A chemical liquid flow rate control mechanism interposed in the chemical liquid supply line;
With
The chemical flow rate control mechanism is
An outflow line that branches from the chemical liquid line at a branch point on the chemical liquid line and reaches a location different from the diluent line;
On the upstream side of the branch point, a first flow rate control device interposed in the chemical liquid line,
A second flow control device interposed in the outflow line;
Based on the target value of the flow rate of the chemical solution to be flowed from the chemical solution line to the dilution liquid line through the junction, the chemical solution flows at the first flow rate toward the branch point. A control unit that controls the second flow rate control device so that the chemical solution flows out from the chemical solution line to the outflow line through the branch point at a second flow rate while controlling the first flow rate control device. With
A diluted chemical supply apparatus, wherein a value obtained by subtracting the second flow rate from the first flow rate corresponds to the target value.
前記処理ユニットに処理液を供給する処理液供給部と、
を備え、
前記処理液供給部が請求項1から7のうちのいずれか一項に記載された希釈薬液供給装置を含んでいて、前記希釈薬液供給装置から供給された希釈薬液が処理液として用いられる、基板液処理装置。 A processing unit for processing a substrate with a processing liquid;
A processing liquid supply unit for supplying a processing liquid to the processing unit;
With
A substrate in which the processing liquid supply unit includes the diluted chemical liquid supply device according to any one of claims 1 to 7, and the diluted chemical liquid supplied from the diluted chemical liquid supply device is used as a processing liquid. Liquid processing equipment.
前記希釈液ラインに所定の流量で希釈液を流すことと、
前記所定の薬液濃度を得るために前記希釈液ラインを流れる希釈液に混合すべき薬液の流量の目標値を決定することと、
前記薬液ラインを前記分岐点に向けて第1の流量で薬液が流れるように前記第1の流量制御機器を制御するとともに、前記分岐点を介して前記薬液ラインから前記流出ラインに第2の流量で薬液が流出するように前記第2の流量制御機器を制御して、これにより前記第1の流量から前記第2の流量を減じた流量で前記希釈液ラインに薬液を流入させて、前記希釈液ラインを流れる希釈液に薬液を混合して希釈薬液を生成することと、
を備え、
前記第1の流量から前記第2の流量を減じた値が前記目標値に相当する、希釈薬液供給方法。 A diluent line connected to the diluent supply source, a drug solution line connected to the drug solution supply source and merged with the diluent liquid line at the junction on the diluent liquid line, and the diluent liquid line A dilute liquid flow rate control mechanism and a medicinal liquid flow rate control mechanism interposed in the medicinal liquid supply line, and the dilute liquid flow rate control mechanism branches from the medicinal liquid line at a branch point on the medicinal liquid line. An outflow line that reaches a location different from the liquid line; a first flow rate control device interposed in the chemical liquid line upstream of the branch point; and a second flow rate control device interposed in the outflow line; In a method for supplying a diluted chemical solution having a predetermined chemical solution concentration using a diluted chemical solution supply apparatus comprising:
Flowing a diluent at a predetermined flow rate through the diluent line;
Determining a target value of the flow rate of the chemical solution to be mixed with the diluent flowing through the diluent line in order to obtain the predetermined chemical solution concentration;
The first flow rate control device is controlled so that the chemical liquid flows at a first flow rate toward the branch point toward the branch point, and a second flow rate from the chemical line to the outflow line via the branch point. The second flow rate control device is controlled so that the chemical solution flows out at the flow rate, and thereby the chemical solution is caused to flow into the dilution line at a flow rate obtained by subtracting the second flow rate from the first flow rate, and the dilution is performed. Mixing the chemical with the diluent flowing through the liquid line to produce a diluted chemical,
With
A diluted chemical supply method, wherein a value obtained by subtracting the second flow rate from the first flow rate corresponds to the target value.
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