JP2023142445A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

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Ryosuke Tsuzuki
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Abstract

【課題】貯留槽に供給される成分液を速やかに制御できる。【解決手段】基板処理装置（１００）において、制御部（１０２）は、第１流量計（１１２ｂ）の測定結果に基づいて第１成分液供給部（１１２）から第１配管（１１２ａ）を介して貯留槽（１１６）に供給された第１成分液の第１供給量を算出し、第２流量計（１１４ｂ）の測定結果に基づいて第２成分液供給部（１１４）から第２配管を介して貯留槽（１１６）に供給された第２成分液の第２供給量を算出し、第１成分液供給部（１１２）が第１配管（１１２ａ）を介して第１成分を供給する期間および第２成分液供給部（１１４）が第２配管（１１４ａ）を介して第２成分を供給する期間の少なくとも一方の期間である成分液供給期間において、第１供給量および第２供給量に基づいて、第１成分液供給部（１１２）および第２成分液供給部（１１４）を制御する。【選択図】図５

Description

本発明は、基板処理装置および基板処理方法に関する。
基板を処理する基板処理装置が知られている。基板処理装置は、半導体基板の処理に好適に用いられる。典型的には、基板処理装置は、処理液を用いて基板を処理する。
例えば、処理液として複数種の成分液を混合した混合液が用いられることがある。この場合、複数の基板を均一に処理するために、混合タンク内の混合液の濃度を一定に維持することが検討されている（特許文献１）。特許文献１には、一定濃度の処理液を生成するために、フッ酸および純水混合タンクに供給する時間が同一になるように流量を制御した基板処理装置が記載されている。
特開２００４－３３５５４２号公報
しかしながら、特許文献１の基板処理装置でも、制御された流量が変動することがある。この場合、貯留槽内の混合液の濃度を適切に調整できない。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、貯留槽に供給される成分液を速やかに制御可能な基板処理装置および基板処理方法を提供することにある。
本発明の一局面によれば、基板処理装置は、第１配管を介して第１成分液を供給する第１成分液供給部と、前記第１成分液が前記第１配管を流れる流量を測定する第１流量計と、第２配管を介して第２成分液を供給する第２成分液供給部と、前記第２成分液が前記第２配管を流れる流量を測定する第２流量計と、前記第１成分液供給部から供給される前記第１成分液と、前記第２成分液供給部から供給される前記第２成分液とが混合された混合液を貯留する貯留槽と、前記貯留槽から供給された前記混合液によって基板を処理する基板処理ユニットと、前記貯留槽内の前記混合液における対象成分の濃度を検知する濃度センサーと、前記濃度センサーの検知結果に基づいて、前記第１成分液供給部および前記第２成分液供給部を制御する制御部とを備え、前記制御部は前記第１流量計の測定結果に基づいて前記第１成分液供給部から前記第１配管を介して前記貯留槽に供給された前記第１成分液の第１供給量を算出し、前記第２流量計の測定結果に基づいて前記第２成分液供給部から前記第２配管を介して前記貯留槽に供給された前記第２成分液の第２供給量を算出し、前記第１成分液供給部が前記第１配管を介して前記第１成分液を供給する期間および前記第２成分液供給部が前記第２配管を介して前記第２成分液を供給する期間の少なくとも一方の期間である成分液供給期間において、前記第１供給量および前記第２供給量に基づいて、前記第１成分液供給部および前記第２成分液供給部を制御する。
ある実施形態では、前記制御部は、前記成分液供給期間において、前記第１供給量および前記第２供給量に基づいて、前記第１配管を流れる前記第１成分液の流量および前記第２配管を流れる前記第２成分液の流量の少なくとも一方を制御する。
ある実施形態では、前記第１成分液供給部は、前記第１配管を流れる前記第１成分液の流量を開度に応じて調整可能なバルブを含み、前記第２成分液供給部は、前記第２配管を流れる前記第２成分液の流量を開度に応じて調整可能なバルブを含み、前記制御部は、前記成分液供給期間において、前記第１供給量および前記第２供給量に基づいて、前記第１成分液供給部の前記バルブおよび前記第２成分液供給部のバルブの少なくとも一方の開度を制御する。
ある実施形態では、前記制御部は、前記第１成分液供給部が前記貯留槽に前記第１成分液を供給せず、かつ、前記第２成分液供給部が前記貯留槽に前記第２成分液を供給しない成分液非供給期間において、前記濃度センサーの検知結果に基づいて、前記第１成分液供給部および前記第２成分液供給部を制御する。
ある実施形態では、前記制御部は、前記第１成分液供給部が前記第１配管を介して前記第１成分液を前記貯留槽に供給する第１供給期間にわたって、前記第１供給量を算出し、前記第２成分液供給部が前記第２配管を介して前記第２成分液を前記貯留槽に供給する第２供給期間にわたって、前記第２供給量を算出する。
ある実施形態では、前記制御部は、前記第１供給期間が開始する前に前記第１成分液が前記第１配管を介して流れ、前記第１供給期間が終了した後に前記第１成分液が前記第１配管を介して流れ、前記第２供給期間が開始する前に前記第２成分液が前記第２配管を介して流れ、前記第２供給期間が終了した後に前記第２成分液が前記第２配管を介して流れるように、前記第１成分液供給部および前記第２成分液供給部を制御する。
ある実施形態では、前記制御部は、前記第１供給期間が前記第２供給期間と同時に開始し、前記第１供給期間が前記第２供給期間と同時に終了するように、前記第１成分液供給部および前記第２成分液供給部を制御する。
ある実施形態では、前記制御部は、前記第１成分液供給部による前記第１成分液の供給を前記第２成分液供給部による前記第２成分液の供給と同時に開始し、前記第１成分液供給部による前記第１成分液の供給を前記第２成分液供給部による前記第２成分液の供給と同時に停止するように、前記第１成分液供給部および前記第２成分液供給部を制御する。
ある実施形態では、前記制御部は、前記第１供給量と前記第２供給量に基づいて前記貯留槽内の前記混合液における前記対象成分の濃度を算出した算出濃度が前記濃度センサーによって検知された前記濃度との差が閾値よりも大きい場合、前記第１成分液供給部、前記第２成分液供給部および前記基板処理ユニットの駆動を停止する。
ある実施形態では、前記第１成分液は、フッ酸を含み、前記第２成分液は、希釈液を含む。
本発明の別の局面によれば、基板処理方法は、第１成分液供給部が第１配管を介して貯留槽に第１成分液を供給する工程と、前記第１成分液が前記第１配管を流れる流量を測定する第１流量測定工程と、第２成分液供給部が第２配管を介して貯留槽に第２成分液を供給する工程と、前記第２成分液が前記第２配管を流れる流量を測定する第２流量測定工程と、第１成分液を供給する工程において供給された前記第１成分液と、前記第２成分液を供給する工程において供給された前記第２成分液とを前記貯留槽において混合した混合液を貯留する工程と、前記貯留槽から供給された前記混合液によって基板を基板処理ユニットで処理する工程と、前記貯留槽内の前記混合液に含まれる対象成分の濃度を濃度センサーで検知する工程と、前記濃度センサーの検知結果に基づいて、前記第１成分液供給部および前記第２成分液供給部を制御する検知制御工程と、前記第１流量測定工程の測定結果に基づいて前記第１成分液供給部が第１配管を介して前記貯留槽に供給された前記第１成分液の第１供給量を算出する工程と、前記第２流量測定工程の測定結果に基づいて前記第２成分液供給部が第２配管を介して前記貯留槽に供給された前記第２成分液の第２供給量を算出する工程と、前記第１成分液供給部が前記第１配管を介して前記第１成分液を供給する期間および前記第２成分液供給部が前記第２配管を介して前記第２成分液を供給する期間の少なくとも一方の期間である成分液供給期間において、前記第１供給量および前記第２供給量に基づいて、前記第１成分液供給部および前記第２成分液供給部を制御する算出制御工程とを包含する。
ある実施形態では、前記算出制御工程は、前記成分液供給期間において、前記第１供給量および前記第２供給量に基づいて、前記第１配管を流れる前記第１成分液の流量および前記第２配管を流れる前記第２成分液の流量の少なくとも一方を制御する。
ある実施形態では、前記第１成分液供給部は、前記第１配管を流れる前記第１成分液の流量を開度に応じて調整可能なバルブを含み、前記第２成分液供給部は、前記第２配管を流れる前記第２成分液の流量を開度に応じて調整可能なバルブを含み、前記算出制御工程は、前記成分液供給期間において、前記第１供給量および前記第２供給量に基づいて、前記第１成分液供給部の前記バルブおよび前記第２成分液供給部のバルブの少なくとも一方の開度を制御する。
ある実施形態では、前記検知制御工程は、前記第１成分液供給部が前記貯留槽に前記第１成分液を供給せず、かつ、前記第２成分液供給部が前記貯留槽に前記第２成分液を供給しない期間において、前記濃度センサーの検知結果に基づいて、前記第１成分液供給部および前記第２成分液供給部を制御する。
ある実施形態では、前記第１供給量を算出する工程において、前記第１成分液供給部が前記第１配管を介して前記第１成分液を前記貯留槽に供給する第１供給期間にわたって、前記第１供給量を算出し、前記第２供給量を算出する工程において、前記第２成分液供給部が前記第２配管を介して前記第２成分液を前記貯留槽に供給する第２供給期間にわたって、前記第２供給量を算出する。
ある実施形態では、前記基板処理方法は、前記第１供給期間の開始前に、前記第１成分液供給部が前記第１配管を介して前記第１成分液を供給する第１成分液前供給工程と、前記第１供給期間の終了後に、前記第１成分液供給部が前記第１配管を介して前記第１成分液を供給する第１成分液後供給工程と、前記第２供給期間の開始前に、前記第２成分液供給部が前記第２配管を介して前記第２成分液を供給する第２成分液前供給工程と、前記第２供給期間の終了後に、前記第２成分液供給部が前記第２配管を介して前記第２成分液を供給する第２成分液後供給工程とをさらに包含する。
ある実施形態では、前記第１供給量を算出する工程および前記第２供給量を算出する工程において、前記第１供給期間は前記第２供給期間と同時に開始し、前記第１供給期間は前記第２供給期間と同時に終了する。
ある実施形態では、前記第１成分液前供給工程において前記第１成分液供給部による前記第１成分液の供給を前記第２成分液前供給工程において前記第２成分液供給部による前記第２成分液の供給と同時に開始し、前記第１成分液後供給工程において前記第１成分液供給部による前記第１成分液の供給を前記第２成分液後供給工程において前記第２成分液供給部による前記第２成分液の供給と同時に停止する。
ある実施形態では、前記基板処理方法は、前記第１供給量と前記第２供給量に基づいて前記貯留槽内の前記混合液における対象成分の濃度を算出した算出濃度が前記濃度センサーによって検知された前記濃度との差が閾値よりも大きい場合、前記第１成分液供給部、前記第２成分液供給部および前記基板処理ユニットの駆動を停止する工程をさらに包含する。
ある実施形態では、前記第１成分液を供給する工程において、前記第１成分液は、フッ酸を含み、前記第２成分液を供給する工程において、前記第２成分液は、希釈液を含む。
本発明によれば、貯留槽に供給される成分液を速やかに制御できる。
本実施形態の基板処理装置の模式図である。 本実施形態の基板処理装置における基板処理ユニットの模式図である。 本実施形態の基板処理装置における配管構成を示す模式図である。 本実施形態の基板処理装置のブロック図である。 本実施形態の基板処理方法のフロー図である。 （ａ）および（ｃ）は、第１処理液および第２処理液の流量の変化を示したグラフであり、（ｂ）は、貯留槽内の混合液の濃度の時間変化を示すグラフである。 本実施形態の基板処理方法のフロー図である。 （ａ）および（ｂ）は、貯留槽内の混合液の濃度の時間変化を示すグラフである。 本実施形態の基板処理装置における配管構成を示す模式図である。 本実施形態の基板処理装置における配管構成を示す模式図である。 （ａ）および（ｂ）は、第１処理液および第２処理液の流量の変化を示したグラフである。 本実施形態の基板処理方法のフロー図である。 本実施形態の基板処理方法のフロー図である。 本実施形態の基板処理方法のフロー図である。 本実施形態の基板処理装置の模式図である。
以下、図面を参照して、本発明による基板処理装置および基板処理方法の実施形態を説明する。なお、図中、同一または相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。なお、本願明細書では、発明の理解を容易にするため、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を記載することがある。典型的には、Ｘ軸およびＹ軸は水平方向に平行であり、Ｚ軸は鉛直方向に平行である。
まず、図１を参照して、本発明による基板処理装置１００の実施形態を説明する。図１は、本実施形態の基板処理装置１００の模式的な平面図である。
基板処理装置１００は、基板Ｗを処理する。基板処理装置１００は、基板Ｗに対して、エッチング、表面処理、特性付与、処理膜形成、膜の少なくとも一部の除去および洗浄のうちの少なくとも１つを行うように基板Ｗを処理する。
基板Ｗは、半導体基板として用いられる。基板Ｗは、半導体ウエハを含む。例えば、基板Ｗは略円板状である。ここでは、基板処理装置１００は、基板Ｗを一枚ずつ処理する。
図１に示すように、基板処理装置１００は、複数の基板処理ユニット１０と、処理液キャビネット１１０と、処理液ボックス１２０と、複数のロードポートＬＰと、インデクサーロボットＩＲと、センターロボットＣＲと、制御装置１０１とを備える。制御装置１０１は、ロードポートＬＰ、インデクサーロボットＩＲおよびセンターロボットＣＲを制御する。制御装置１０１は、制御部１０２および記憶部１０４を含む。
ロードポートＬＰの各々は、複数枚の基板Ｗを積層して収容する。インデクサーロボットＩＲは、ロードポートＬＰとセンターロボットＣＲとの間で基板Ｗを搬送する。センターロボットＣＲは、インデクサーロボットＩＲと基板処理ユニット１０との間で基板Ｗを搬送する。基板処理ユニット１０の各々は、基板Ｗに処理液を吐出して、基板Ｗを処理する。処理液は、薬液、洗浄液、除去液および／または撥水剤を含む。処理液キャビネット１１０は、処理液を収容する。なお、処理液キャビネット１１０は、ガスを収容してもよい。
具体的には、複数の基板処理ユニット１０は、平面視においてセンターロボットＣＲを取り囲むように配置された複数のタワーＴＷ（図１では４つのタワーＴＷ）を形成している。各タワーＴＷは、上下に積層された複数の基板処理ユニット１０（図１では３つの基板処理ユニット１０）を含む。処理液ボックス１２０は、それぞれ、複数のタワーＴＷに対応している。処理液キャビネット１１０内の液体は、いずれかの処理液ボックス１２０を介して、処理液ボックス１２０に対応するタワーＴＷに含まれる全ての基板処理ユニット１０に供給される。また、処理液キャビネット１１０内のガスは、いずれかの処理液ボックス１２０を介して、処理液ボックス１２０に対応するタワーＴＷに含まれる全ての基板処理ユニット１０に供給される。
基板処理装置１００において、センターロボットＣＲおよび基板処理ユニット１０の設置された領域と、処理液キャビネット１１０の設置された領域との間には、境界壁が配置される。
典型的には、処理液キャビネット１１０は、処理液を調製するための貯留槽（タンク）を有する。処理液キャビネット１１０は、一種類の処理液のための貯留槽を有してもよく、複数種類の処理液のための貯留槽を有してもよい。また、処理液キャビネット１１０は、処理液を流通するためのポンプ、ノズルおよび／またはフィルターを有する。
制御装置１０１は、基板処理装置１００の各種動作を制御する。制御装置１０１により、基板処理ユニット１０は基板Ｗを処理する。
制御装置１０１は、制御部１０２および記憶部１０４を含む。制御部１０２は、プロセッサーを有する。制御部１０２は、例えば、中央処理演算機（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：ＣＰＵ）を有する。または、制御部１０２は、汎用演算機を有してもよい。
記憶部１０４は、データおよびコンピュータープログラムを記憶する。データは、レシピデータを含む。レシピデータは、複数のレシピを示す情報を含む。複数のレシピの各々は、基板Ｗの処理内容および処理手順を規定する。
記憶部１０４は、主記憶装置と、補助記憶装置とを含む。主記憶装置は、例えば、半導体メモリである。補助記憶装置は、例えば、半導体メモリおよび／またはハードディスクドライブである。記憶部１０４はリムーバブルメディアを含んでいてもよい。制御部１０２は、記憶部１０４の記憶しているコンピュータープログラムを実行して、基板処理動作を実行する。
次に、図２を参照して、本実施形態の基板処理装置１００における基板処理ユニット１０を説明する。図２は、基板処理装置１００における基板処理ユニット１０の模式図である。
基板処理ユニット１０は、チャンバー１１と、基板保持部２０と、処理液供給部３０とを備える。チャンバー１１は、基板Ｗを収容する。基板保持部２０は、基板Ｗを保持する。
チャンバー１１は、内部空間を有する略箱形状である。チャンバー１１は、基板Ｗを収容する。ここでは、基板処理装置１００は、基板Ｗを１枚ずつ処理する枚葉型であり、チャンバー１１には基板Ｗが１枚ずつ収容される。基板Ｗは、チャンバー１１内に収容され、チャンバー１１内で処理される。チャンバー１１には、基板保持部２０および処理液供給部３０のそれぞれの少なくとも一部が収容される。
基板保持部２０は、基板Ｗを保持する。基板保持部２０は、基板Ｗの上面（表面）Ｗａを上方に向け、基板Ｗの裏面（下面）Ｗｂを鉛直下方に向くように基板Ｗを水平に保持する。また、基板保持部２０は、基板Ｗを保持した状態で基板Ｗを回転させる。例えば、基板Ｗの上面Ｗａには、リセスの形成された積層構造が設けられている。基板保持部２０は、基板Ｗを保持したまま基板Ｗを回転させる。
例えば、基板保持部２０は、基板Ｗの端部を挟持する挟持式であってもよい。あるいは、基板保持部２０は、基板Ｗを裏面Ｗｂから保持する任意の機構を有してもよい。例えば、基板保持部２０は、バキューム式であってもよい。この場合、基板保持部２０は、非デバイス形成面である基板Ｗの裏面Ｗｂの中央部を上面に吸着させることにより基板Ｗを水平に保持する。あるいは、基板保持部２０は、複数のチャックピンを基板Ｗの周端面に接触させる挟持式とバキューム式とを組み合わせてもよい。
例えば、基板保持部２０は、スピンベース２１と、チャック部材２２と、シャフト２３と、電動モーター２４と、ハウジング２５とを含む。チャック部材２２は、スピンベース２１に設けられる。チャック部材２２は、基板Ｗをチャックする。典型的には、スピンベース２１には、複数のチャック部材２２が設けられる。
シャフト２３は、中空軸である。シャフト２３は、回転軸Ａｘに沿って鉛直方向に延びている。シャフト２３の上端には、スピンベース２１が結合されている。基板Ｗは、スピンベース２１の上方に載置される。
スピンベース２１は、円板状であり、基板Ｗを水平に支持する。シャフト２３は、スピンベース２１の中央部から下方に延びる。電動モーター２４は、シャフト２３に回転力を与える。電動モーター２４は、シャフト２３を回転方向に回転させることにより、回転軸Ａｘを中心に基板Ｗおよびスピンベース２１を回転させる。ハウジング２５は、シャフト２３および電動モーター２４を取り囲んでいる。
処理液供給部３０は、基板Ｗに処理液を供給する。典型的には、処理液供給部３０は、基板Ｗの上面Ｗａに処理液を供給する。処理液供給部３０の少なくとも一部は、チャンバー１１内に収容される。
処理液供給部３０は、基板Ｗの上面Ｗａに処理液を供給する。処理液は、いわゆる薬液を含んでもよい。薬液は、フッ酸を含む。例えば、フッ酸は、４０℃以上７０℃以下に加熱されてもよく、５０℃以上６０℃以下に加熱されてもよい。ただし、フッ酸は、加熱されなくてもよい。また、薬液は、水または燐酸を含んでもよい。
さらに、薬液は、過酸化水素水を含んでもよい。また、薬液は、ＳＣ１（アンモニア過酸化水素水混合液）、ＳＣ２（塩酸過酸化水素水混合液）または王水（濃塩酸と濃硝酸との混合物）を含んでもよい。
または、処理液は、いわゆる洗浄液（リンス液）を含んでもよい。例えば、洗浄液は、脱イオン水（Ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ Ｗａｔｅｒ：ＤＩＷ）、炭酸水、電解イオン水、オゾン水、アンモニア水、希釈濃度（例えば、１０ｐｐｍ～１００ｐｐｍ程度）の塩酸水、または、還元水（水素水）のいずれかを含んでもよい。
処理液供給部３０は、配管３２と、ノズル３４と、バルブ３６とを含む。ノズル３４は基板Ｗの上面Ｗａに処理液を吐出する。ノズル３４は、配管３２に接続される。配管３２には、供給源から処理液が供給される。バルブ３６は、配管３２内の流路を開閉する。ノズル３４は、基板Ｗに対して移動可能に構成されていることが好ましい。
バルブ３６は、配管３２内の流路を開閉する。バルブ３６は、配管３２の開度を調節して、配管３２に供給される処理液の流量を調整する。具体的には、バルブ３６は、弁座が内部に設けられたバルブボディ（図示しない）と、弁座を開閉する弁体と、開位置と閉位置との間で弁体を移動させるアクチュエータ（図示しない）とを含む。
ノズル３４は移動可能であってもよい。ノズル３４は、制御部１０２によって制御される移動機構にしたがって水平方向および／または鉛直方向に移動できる。なお、本明細書において、図面が過度に複雑になることを避けるために移動機構を省略していることに留意されたい。
基板処理ユニット１０は、カップ８０をさらに備える。カップ８０は、基板Ｗから飛散した処理液を回収する。カップ８０は昇降する。例えば、カップ８０は、処理液供給部３０が基板Ｗに処理液を供給する期間にわたって基板Ｗの側方にまで鉛直上方に上昇する。この場合、カップ８０は、基板Ｗの回転によって基板Ｗから飛散する処理液を回収する。また、カップ８０は、処理液供給部３０が基板Ｗに処理液を供給する期間が終了すると、基板Ｗの側方から鉛直下方に下降する。
上述したように、制御装置１０１は、制御部１０２および記憶部１０４を含む。制御部１０２は、基板保持部２０、処理液供給部３０および／またはカップ８０を制御する。一例では、制御部１０２は、電動モーター２４、バルブ３６および／またはカップ８０を制御する。
本実施形態の基板処理装置１００は、半導体の設けられた半導体素子の作製に好適に用いられる。典型的には、半導体素子において、基材の上に導電層および絶縁層が積層される。基板処理装置１００は、半導体素子の製造時に、導電層および／または絶縁層の洗浄および／または加工（例えば、エッチング、特性変化等）に好適に用いられる。
なお、図２に示した基板処理ユニット１０では、処理液供給部３０は、１種類の処理液を供給可能である。ただし、本実施形態はこれに限定されない。処理液供給部３０は、複数種類の処理液を供給してもよい。例えば、処理液供給部３０は、用途の異なる複数種類の処理液を基板Ｗに順次供給可能であってもよい。あるいは、処理液供給部３０は、用途の異なる複数種類の処理液を基板Ｗに同時に供給可能であってもよい。
次に、図１～図３を参照して、本実施形態の基板処理装置１００における配管構成を説明する。図３は、本実施形態の基板処理装置１００における配管構成を示す模式図である。
図３に示すように、基板処理装置１００は、第１成分液供給部１１２と、第２成分液供給部１１４と、貯留槽１１６と、配管１１７と、濃度センサー１１８とを備える。第１成分液供給部１１２、第２成分液供給部１１４、貯留槽１１６および濃度センサー１１８は、いずれも処理液キャビネット１１０内に配置される。
第１成分液供給部１１２は、第１成分液を供給する。第１成分液供給部１１２から供給された第１成分液は、貯留槽１１６まで流れて貯留槽１１６に貯留される。
第２成分液供給部１１４は、第２成分液を供給する。第２成分液供給部１１４から供給された第２成分液は、貯留槽１１６まで流れて貯留槽１１６に貯留される。
貯留槽１１６において第１成分液および第２成分液が混合されて混合液となる。混合液は、基板処理ユニット１０における処理液として用いられる。なお、混合液は、第１成分液および第２成分液が混合された状態のまま含有しなくてもよい。混合液は、第１成分液および第２成分液の混合によって反応した結果物であってもよい。
また、第１成分液および第２成分液のうちの一方は、第１成分液および第２成分液のうちの他方に希釈されて用いられてもよい。例えば、第１成分液および第２成分液の一方は薬液であり、第１成分液および第２成分液の他方は希釈液であってもよい。
第１成分液供給部１１２は、第１配管１１２ａと、第１流量計１１２ｂと、バルブ１１２ｃとを含む。第１配管１１２ａには、供給源から第１成分液が供給される。第１流量計１１２ｂは、第１配管１１２ａに配置される。第１流量計１１２ｂは、第１配管１１２ａを流れる第１成分液の流量を測定する。
バルブ１１２ｃは、第１配管１１２ａ内の流路を開閉する。バルブ１１２ｃは、第１配管１１２ａの開度を調節して、第１配管１１２ａを流れる第１成分液の流量を調整する。具体的には、バルブ１１２ｃは、弁座が内部に設けられたバルブボディ（図示しない）と、弁座を開閉する弁体と、開位置と閉位置との間で弁体を移動させるアクチュエータ（図示しない）とを含む。
バルブ１１２ｃは、モーターニードルバルブであってもよい。例えば、第１流量計１１２ｂの測定結果に基づいてバルブ１１２ｃの開度を調整することによって、第１配管１１２ａを流れる処理液の流量を調整してもよい。
第２成分液供給部１１４は、第２配管１１４ａと、第２流量計１１４ｂと、バルブ１１４ｃとを含む。第２配管１１４ａには、供給源から第２成分液が供給される。第２流量計１１４ｂは、第２配管１１４ａに配置される。第２流量計１１４ｂは、第２配管１１４ａを流れる第２成分液の流量を測定する。
バルブ１１４ｃは、第２配管１１４ａ内の流路を開閉する。バルブ１１４ｃは、第２配管１１４ａの開度を調節して、第２配管１１４ａを流れる処理液の流量を調整する。具体的には、バルブ１１４ｃは、弁座が内部に設けられたバルブボディ（図示しない）と、弁座を開閉する弁体と、開位置と閉位置との間で弁体を移動させるアクチュエータ（図示しない）とを含む。
バルブ１１４ｃは、モーターニードルバルブであってもよい。例えば、第２流量計１１４ｂの測定結果に基づいてバルブ１１４ｃの開度を調整することによって、第２配管１１４ａを流れる処理液の流量を調整してもよい。
貯留槽１１６には、第１配管１１２ａを流れた第１成分液が供給される。また、貯留槽１１６には、第２配管１１４ａを流れた第２成分液が供給される。このため、貯留槽１１６において、第１成分液および第２成分液が混合される。貯留槽１１６は、第１配管１１２ａを流れた第１成分液と第２配管１１４ａを流れた第２成分液とを混合した混合液を貯留する。
配管１１７は、貯留槽１１６と配管３２とを接続する。詳細には、配管１１７は、貯留槽１１６と配管３２ａ～３２ｃとを接続する。貯留槽１１６に貯留された混合液は、配管１１７および配管３２を流れて基板処理ユニット１０に供給される。
濃度センサー１１８は、貯留槽１１６に貯留された混合液内の対象成分の濃度を検知する。濃度センサー１１８は、第１成分液内の所定成分の濃度を検知してもよい。または、濃度センサー１１８は、第２成分液内の所定成分の濃度を検知してもよい。あるいは、濃度センサー１１８は、混合液内における対象成分の濃度を検知してもよい。一例では、濃度センサー１１８は、第１成分液および第２成分液の混合によって新たに生成される対象成分の濃度を検知してもよい。なお、本明細書において、混合液内における対象成分の濃度を単に「混合液の濃度」と記載することがある。
基板処理ユニット１０は、基板処理ユニット１０ａ～１０ｃを含む。典型的には、基板処理ユニット１０ａ～１０ｃは、同一の形状および同一の機能を有する。基板処理ユニット１０ａは、処理液供給部３０ａを有する。図２に示したように、処理液供給部３０ａは、配管３２ａと、ノズル３４ａと、バルブ３６ａとを含む。ノズル３４ａは基板Ｗの上面Ｗａに処理液を吐出する。ノズル３４ａは、配管３２ａに接続される。配管３２ａには、供給源から処理液が供給される。バルブ３６ａは、配管３２ａ内の流路を開閉する。ノズル３４ａは、基板Ｗに対して移動可能に構成されていることが好ましい。
同様に、基板処理ユニット１０ｂは、処理液供給部３０ｂを有する。処理液供給部３０ｂは、配管３２ｂと、ノズル３４ｂと、バルブ３６ｂとを含む。また、基板処理ユニット１０ｃは、処理液供給部３０ｃを有する。処理液供給部３０ｃは、配管３２ｃと、ノズル３４ｃと、バルブ３６ｃとを含む。
本実施形態の基板処理装置１００では、第１配管１１２ａを流れる第１成分液の流量を検知する第１流量計１１２ｂの測定結果から貯留槽１１６に供給された第１成分液の供給量を算出し、第２配管１１４ａを流れる第２成分液の流量を検知する第２流量計１１４ｂの測定結果から貯留槽１１６に供給された第２成分液の供給量を算出する。このため、濃度センサー１１８が貯留槽１１６の混合液の濃度を検知するよりも前に、第１配管１１２ａを流れる第１成分液の供給量および第２配管１１４ａを流れる第２成分液の供給量に基づいて、第１成分液供給部１１２および第２成分液供給部１１４を制御できる。また、仮に、濃度センサー１１８が故障しても、貯留槽１１６内の混合液の濃度が意図に反して制御されることを抑制できる。
また、基板処理装置１００では、貯留槽１１６において、第１成分液および第２成分液が混合した混合液を処理液として基板処理ユニット１０に供給できる。
本実施形態の基板処理装置１００は、半導体の設けられた半導体素子の作製に好適に用いられる。典型的には、半導体素子において、基材の上に導電層および絶縁層が積層される。基板処理装置１００は、半導体素子の製造時に、導電層および／または絶縁層の洗浄および／または加工（例えば、エッチング、特性変化等）に好適に用いられる。
次に、図１～図４を参照して、本実施形態の基板処理装置１００を説明する。図４は、基板処理装置１００のブロック図である。
図４に示すように、制御装置１０１は、基板処理装置１００の各種動作を制御する。制御装置１０１は、インデクサーロボットＩＲ、センターロボットＣＲ、基板保持部２０、処理液供給部３０およびカップ８０を制御する。具体的には、制御装置１０１は、インデクサーロボットＩＲ、センターロボットＣＲ、基板保持部２０、処理液供給部３０およびカップ８０に制御信号を送信することによって、インデクサーロボットＩＲ、センターロボットＣＲ、基板保持部２０、処理液供給部３０およびカップ８０を制御する。
また、記憶部１０４は、コンピュータープログラムおよびデータを記憶する。データは、レシピデータを含む。レシピデータは、複数のレシピを示す情報を含む。複数のレシピの各々は、基板Ｗの処理内容、処理手順および基板処理条件を規定する。制御部１０２は、記憶部１０４の記憶しているコンピュータープログラムを実行して、基板処理動作を実行する。
制御部１０２は、インデクサーロボットＩＲを制御して、インデクサーロボットＩＲによって基板Ｗを受け渡しする。
制御部１０２は、センターロボットＣＲを制御して、センターロボットＣＲによって基板Ｗを受け渡しする。例えば、センターロボットＣＲは、未処理の基板Ｗを受け取って、複数のチャンバー１１のうちのいずれかに基板Ｗを搬入する。また、センターロボットＣＲは、処理された基板Ｗをチャンバー１１から受け取って、基板Ｗを搬出する。
制御部１０２は、基板保持部２０を制御して、基板Ｗの回転の開始、回転速度の変更および基板Ｗの回転の停止を制御する。例えば、制御部１０２は、基板保持部２０を制御して、基板保持部２０の回転速度を変更することができる。具体的には、制御部１０２は、基板保持部２０の電動モーター２４の回転速度を変更することによって、基板Ｗの回転速度を変更できる。
制御部１０２は、処理液供給部３０のバルブ３６を制御して、バルブ３６の状態を開状態と閉状態とに切り替えることができる。具体的には、制御部１０２は、処理液供給部３０のバルブ３６を制御して、バルブ３６を開状態にすることによって、ノズル３４に向かって配管３２内を流れる処理液を通過させることができる。また、制御部１０２は、処理液供給部３０のバルブ３６を制御して、バルブ３６を閉状態にすることによって、ノズル３４に向かって配管３２内を流れる処理液の供給を停止させることができる。
制御部１０２は、カップ８０を制御して基板Ｗに対してカップ８０を移動させてもよい。具体的には、制御部１０２は、処理液供給部３０が基板Ｗに処理液を供給する期間にわたって基板Ｗの側方にまで鉛直上方にカップ８０を上昇させる。また、制御部１０２は、処理液供給部３０が基板Ｗに処理液を供給する期間が終了すると、基板Ｗの側方から鉛直下方にカップ８０を下降させる。
コンピュータープログラムの実行により、制御部１０２は、第１供給量算出部１０２ａおよび第２供給量算出部１０２ｂとして機能する。第１供給量算出部１０２ａは、第１流量計１１２ｂの測定結果から、第１配管１１２ａを流れて貯留槽１１６に供給される第１処理液の供給量を算出する。第２供給量算出部１０２ｂは、第２流量計１１４ｂの測定結果から、第２配管１１４ａを流れて貯留槽１１６に供給される第２処理液の供給量を算出する。このため、制御部１０２は、第１供給量算出部１０２ａおよび第２供給量算出部１０２ｂを備える。
本実施形態の基板処理装置１００は、半導体素子を形成するために好適に用いられる。例えば、基板処理装置１００は、積層構造の半導体素子として用いられる基板Ｗを処理するために好適に利用される。半導体素子は、いわゆる３Ｄ構造のメモリ（記憶装置）である。一例として、基板Ｗは、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリとして好適に用いられる。
次に、図１～図５を参照して、本実施形態の基板処理方法を説明する。図５は、本実施形態の基板処理方法のフロー図である。
図５に示すように、ステップＳ１１０において、第１成分液および第２成分液の供給を開始する。ここでは、第１成分液供給部１１２は、第１配管１１２ａを介して貯留槽１１６への第１成分液の供給を開始する。また、第２成分液供給部１１４は、第２配管１１４ａを介して貯留槽１１６への第２成分液の供給を開始する。
制御部１０２は、バルブ１１２ｃおよびバルブ１１４ｃを開くように第１成分液供給部１１２および第２成分液供給部１１４を制御する。なお、第１成分液供給部１１２において貯留槽１１６に供給する予定の第１成分液の供給量、第２成分液供給部１１４において貯留槽１１６に供給する予定の第２成分液の供給量、ならびに、貯留槽１１６に供給される混合液の液量および濃度があらかじめ設定されていることが好ましい。
なお、第１成分液供給部１１２が第１成分液の供給を開始するタイミングは、第２成分液供給部１１４が第２成分液の供給を開始するタイミングと同じであっても、異なってもよい。また、第１成分液供給部１１２が第１成分液の供給を開始するタイミングは、第２成分液供給部１１４が第２成分液の供給を開始するタイミングよりも早くても、遅くてもよい。
ステップＳ１２０において、第１成分液および第２成分液の流量を測定する。第１流量計１１２ｂは、第１配管１１２ａを流れる第１成分液の流量を測定する。第２流量計１１４ｂは、第２配管１１４ａを流れる第２成分液の流量を測定する。
ステップＳ１３０において、第１成分液の供給量および第２成分液の供給量を算出する。第１供給量算出部１０２ａは、第１成分液の流量の測定結果に基づいて、第１成分液の供給量を算出する。第２供給量算出部１０２ｂは、第２成分液の流量の測定結果に基づいて、第２成分液の供給量を算出する。
ステップＳ１４０において、第１成分液の供給量および第２成分液の供給量に基づいて、第１成分液供給部１１２および／または第２成分液供給部１１４を制御する。制御部１０２は、第１成分液の供給量および第２成分液の供給量に基づいて、第１成分液供給部１１２からの第１成分液の供給および／または第２成分液供給部１１４からの第２成分液の供給を制御する。
例えば、第１成分液供給部１１２および第２成分液供給部１１４の少なくとも一方により、第１成分液の流量および／または第２成分液の流量を調整する。制御部１０２は、第１成分液の供給量および第２成分液の供給量に基づいて、第１成分液の流量および／または第２成分液の流量を制御する。
一例では、第２成分液の供給量に対して第１成分液の供給量が比較的少ない場合、制御部１０２は、第１成分液の流量が増加するか、および／または、第２成分液の流量が低下するように第１成分液供給部１１２および第２成分液供給部１１４の少なくとも一方を制御する。例えば、制御部１０２は、第１成分液供給部１１２のバルブ１１２ｃの開度を増やすか、および／または、第２成分液供給部１１４のバルブ１１４ｃの開度を減らす。または、制御部１０２は、第１成分液を供給する時間を延長するか、および／または、第２成分液を供給する時間を短縮するように第１成分液供給部１１２および第２成分液供給部１１４の少なくとも一方を制御する。例えば、制御部１０２は、第１成分液供給部１１２のバルブ１１２ｃが開いている時間を増加するか、および／または、第２成分液供給部１１４のバルブ１１４ｃが開いている時間を減らす。もちろん、制御部１０２は、第１成分液供給部１１２の流量および供給時間、第２成分液供給部１１４の流量および供給時間のいずれかを調整してもよい。
または、第２成分液の供給量に対して第１成分液の供給量が比較的多い場合、制御部１０２は、第１成分液の流量が低下するか、および／または、第２成分液の流量が増加するように第１成分液供給部１１２および第２成分液供給部１１４の少なくとも一方を制御する。例えば、制御部１０２は、第１成分液供給部１１２のバルブ１１２ｃの開度を減らすか、および／または、第２成分液供給部１１４のバルブ１１４ｃの開度を増やす。または、制御部１０２は、第１成分液を供給する時間を短縮するか、および／または、第２成分液を供給する時間を増加するように第１成分液供給部１１２および第２成分液供給部１１４の少なくとも一方を制御する。例えば、制御部１０２は、第１成分液供給部１１２のバルブ１１２ｃが開いている時間を減らすか、および／または、第２成分液供給部１１４のバルブ１１４ｃが開いている時間を増やす。この場合も、制御部１０２は、第１成分液供給部１１２の流量および供給時間、第２成分液供給部１１４の流量および供給時間のいずれかを調整してもよい。
あるいは、第１成分液の供給量および第２成分液の供給量の比率を所定の範囲内に調整できない場合、制御部１０２は、第１成分液供給部１１２、第２成分液供給部１１４および基板処理ユニット１０の駆動を停止する。
このように、ステップＳ１４０では、算出された第１供給量および第２供給量に基づいて第１成分液供給部１１２および第２成分液供給部１１４を制御する。本明細書においてこのような制御を算出制御工程と記載することがある。
ステップＳ１５０において、貯留槽１１６への成分液の供給を完了するか否かを判定する。例えば、液量検知センサー（図示せず）が、貯留槽１１６内の混合液の液量を検知する。液量検知センサーは、液面センサーを含む。検知した液量が閾値よりも大きい場合、制御部１０２は、貯留槽１１６への成分液の供給を完了すると判定する。一方、検知した液量が閾値以下の場合、制御部１０２は、貯留槽１１６への成分液の供給を継続すると判定する。
貯留槽１１６への成分液の供給を完了する場合（ステップＳ１５０においてＹｅｓ）、処理は、ステップＳ１６０に進む。一方、貯留槽１１６への成分液の供給を完了しない場合（ステップＳ１５０おいてＮｏ）、処理は、ステップＳ１４０に戻る。この場合、貯留槽１１６への成分液の供給が完了するまで、第１成分液の供給量および第２成分液の供給量に基づいて、第１成分液供給部１１２および／または第２成分液供給部１１４を制御する。
ステップＳ１６０において、第１成分液および第２成分液の供給を停止する。ここでは、第１成分液供給部１１２は、第１配管１１２ａを介して貯留槽１１６への第１成分液の供給を停止する。また、第２成分液供給部１１４は、第２配管１１４ａを介して貯留槽１１６への第２成分液の供給を停止する。
なお、第１成分液供給部１１２が第１成分液の供給を停止するタイミングは、第２成分液供給部１１４が第２成分液の供給を停止するタイミングと同じであっても、異なってもよい。また、第１成分液供給部１１２が第１成分液の供給を停止するタイミングは、第２成分液供給部１１４が第２成分液の供給を停止するタイミングよりも早くても、遅くてもよい。
ステップＳ１７０において、基板Ｗの処理を開始する。基板処理ユニット１０は、貯留槽１１６において第１成分液および第２成分液が混合された混合液を用いて基板Ｗの処理を開始する。処理は、ステップＳ１７２に進む。
ステップＳ１７２において、貯留槽１１６内の混合液の液量が閾値よりも多いか否かを判定する。液量検知センサーが、貯留槽１１６内の混合液の液量を検知する。制御部１０２は、貯留槽１１６内の混合液の液量と閾値とを比較する。
混合液の液量が閾値よりも大きい場合（ステップＳ１７２においてＹｅｓ）、処理は、ステップＳ１８０に進む。一方、混合液の液量が閾値以下である場合（ステップＳ１７２においてＮｏ）、処理は、ステップＳ１１０に戻る。このとき、制御部１０２は、貯留槽１１６に新たに供給される混合液の液量および濃度を設定することが好ましい。
ステップＳ１８０において、貯留槽１１６内の混合液の濃度を検知する。濃度センサー１１８は、貯留槽１１６に貯留された混合液内の対象成分の濃度を検知する。
ステップＳ１８２において、混合液の濃度が許容範囲にあるか否かを判定する。制御部１０２は、対象成分の濃度と記憶部１０４に記憶された許容範囲とを比較する。
混合液の濃度が許容範囲内にない場合（ステップＳ１８２においてＮｏ）、処理は、終了する。この場合、制御部１０２は、第１成分液供給部１１２、第２成分液供給部１１４および基板処理ユニット１０の駆動を停止する。
混合液の濃度が許容範囲内にある場合（ステップＳ１８２においてＹｅｓ）、処理は、ステップＳ１８４に進む。
ステップＳ１８４において、貯留槽１１６内の混合液の濃度を調整するか否かを判定する。制御部１０２は、混合液内の対象成分の濃度が正常範囲内にあるか否か判定することによって貯留槽１１６内の混合液の濃度を調整するか否かを判定する。例えば、対象成分の濃度が正常範囲内にある場合、制御部１０２は、貯留槽１１６内の混合液の濃度を調整しないと判定する。混合液の濃度が正常範囲内にない場合、制御部１０２は、貯留槽１１６内の混合液の濃度を調整すると判定する。
対象成分の濃度を調整しないと判定される場合（ステップＳ１８４においてＮｏ）、処理は、ステップＳ１９０に進む。一方、混合液の濃度を調整すると判定される場合（ステップＳ１８４においてＹｅｓ）、処理は、ステップＳ１１０に戻る。このとき、制御部１０２は、貯留槽１１６に新たに供給される混合液の液量および濃度を算出することが好ましい。
なお、ステップＳ１８２およびステップＳ１８４では、濃度センサー１１８によって測定された濃度に基づいて第１成分液供給部１１２、第２成分液供給部１１４を含む基板処理装置１００を制御する。本明細書において、このように濃度センサー１１８によって測定された濃度を利用して制御する工程を検知制御工程と記載することがある。
ステップＳ１９０において、基板処理を終了するか否かを判定する。基板処理を終了しない場合（ステップＳ１９０おいてＮｏ）、処理は、ステップＳ１８０に戻る。その後、ステップＳ１８０において混合液の濃度を検知する。ここでは、基板処理が終了するまで、混合液の濃度が許容範囲か、および、混合液の濃度を調整するかを繰り返し判定する。一方、基板処理を終了する場合（ステップＳ１９０においてＹｅｓ）、処理は、終了する。
以上のようにして、本実施形態では、第１成分液および第２成分液を混合した混合液を処理液として基板Ｗを処理する。本実施形態では、第１成分液および第２成分液が貯留槽１１６に供給される間、第１成分液の流量および／または第２成分液の流量を制御する。このため、第１成分液および第２成分液が貯留槽１１６において混合されて、混合液に対する第１成分液または第２成分液における対象成分の濃度が濃度センサー１１８に検知される前に、第１成分液供給部１１２および第２成分液供給部１１４を制御できる。また、第１成分液および第２成分液が貯留槽１１６に供給されない期間では、濃度センサー１１８において検知された濃度に基づいて第１成分液供給部１１２および第２成分液供給部１１４を制御する。これにより、高精度に第１成分液供給部１１２および第２成分液供給部１１４を制御できる。
次に、図１～図６を参照して、本実施形態の基板処理装置１００における配管構成を説明する。図６（ａ）および図６（ｃ）は、第１処理液の流量および第２処理液の流量の時間変化を示したグラフであり、図６（ｂ）は、貯留槽１１６内の混合液の濃度の時間変化を示すグラフである。
図６（ａ）において、第１流量計１１２ｂは、第１成分液の流量Ｖａを測定する。ここでは、説明が過度に複雑化することを避けるために、バルブ１１２ｃの開閉に応じて第１成分液の流量Ｖａはパルス状に変化している。この場合、時間Ｔａ１においてバルブ１１２ｃを開くと、第１成分液が第１配管１１２ａを流れ始め、第１成分液の流量Ｖａが増加する。
一方、時間Ｔａ２においてバルブ１１２ｃを閉じると、第１配管１１２ａ内の第１成分液の流れが停まり、第１成分液の流量Ｖａは低下する。このように、第１成分液は、時間Ｔａ１から時間Ｔａ２までの第１供給期間Ｐａにわたって第１配管１１２ａを流れる。
制御部１０２は、第１成分液の流量Ｖａの時間変化に基づいて、第１成分液の供給量Ｓａを算出する。本明細書において、第１成分液の供給量を第１供給量Ｓａと記載することがある。第１供給量算出部１０２ａは、第１成分液の流量Ｖａの時間変化に基づいて、第１供給量Ｓａを算出する。第１供給量算出部１０２ａは、第１成分液の流量Ｖａの時間変化を積分することによって第１供給量Ｓａを算出できる。例えば、第１供給量算出部１０２ａは、第１成分液の流量Ｖａを積算することによって第１供給量Ｓａを算出できる。
同様に、第２流量計１１４ｂは、第２成分液の流量Ｖｂを測定する。ここでは、説明が過度に複雑化することを避けるために、バルブ１１４ｃの開閉に応じて第２成分液の流量Ｖｂはパルス状に変化している。この場合、時間Ｔｂ１においてバルブ１１４ｃを開くと、第２成分液が第２配管１１４ａを流れ始め、第２成分液の流量Ｖｂが増加する。
一方、時間Ｔｂ２においてバルブ１１４ｃを閉じると、第２配管１１４ａ内の第２成分液の流れが停まり、第２成分液の流量Ｖｂは低下する。このように、第２成分液は、時間Ｔｂ１から時間Ｔｂ２までの第２供給期間Ｐｂにわたって第２配管１１４ａを流れる。
制御部１０２は、第２成分液の流量Ｖｂの時間変化に基づいて、第２成分液の供給量Ｓｂを算出する。本明細書において、第２成分液の供給量を第２供給量Ｓｂと記載することがある。第２供給量算出部１０２ｂは、第２成分液の流量Ｖｂの時間変化に基づいて、第２供給量Ｓｂを算出する。第２供給量算出部１０２ｂは、第２成分液の流量Ｖｂの時間変化を積分することによって第２供給量Ｓｂを算出できる。例えば、第２供給量算出部１０２ｂは、第２成分液の流量Ｖｂを積算することによって第２供給量Ｓｂを算出できる。
成分液供給期間Ｐ１は、第１供給期間Ｐａおよび第２供給期間Ｐｂを含む。成分液供給期間Ｐ１は、第１成分液および第２成分液が貯留槽１１６に供給される期間である。ここでは、成分液供給期間Ｐ１は、第１成分液および第２成分液のうちの一方が貯留槽１１６に供給されてから、第１成分液および第２成分液のうちの他方が貯留槽１１６に供給されるまでの期間を示す。なお、成分液供給期間Ｐ１は、第１成分液が貯留槽１１６に供給される期間と第２成分液が貯留槽１１６に供給される期間との間に第１成分液および第２成分液のいずれも貯留槽１１６に供給されない期間を含んでもよい。また、成分液供給期間Ｐ１は、第１成分液および第２成分液のうちの一方が貯留槽１１６に供給された後で第１成分液および第２成分液のいずれも貯留槽１１６に供給されない期間を含んでもよい。
なお、成分液供給期間Ｐ１において貯留槽１１６には、第１成分液および第２成分液の少なくとも一方が供給される。このため、成分液供給期間Ｐ１において貯留槽１１６内の混合液の濃度および液量の少なくとも一方が変動する。
成分液非供給期間Ｐ２は、第１成分液および第２成分液のいずれも貯留槽１１６に供給されない期間である。典型的には、成分液非供給期間Ｐ２は、第１供給期間Ｐａおよび第２供給期間Ｐｂのうちの遅く終了する方が終了した後にすぐに開始してもよい。ただし、成分液非供給期間Ｐ２は、第１供給期間Ｐａおよび第２供給期間Ｐｂのうちの遅く終了する方が終了した後から、所定期間経過した後に開始してもよい。
なお、第１供給量算出部１０２ａおよび第２供給量算出部１０２ｂは、成分液供給期間Ｐ１において第１供給量および第２供給量を算出できる。このため、制御部１０２は、成分液供給期間Ｐ１において、第１供給量および第２供給量に基づいて第１成分液供給部１１２および第２成分液供給部１１４を制御できる。例えば、第１供給量および第２供給量の割合が所定の値よりもずれた場合、制御部１０２は、成分液供給期間Ｐ１において、第１供給量および第２供給量に基づいて第１成分液供給部１１２および第２成分液供給部１１４を制御できる。
図６（ｂ）は、貯留槽１１６内の混合液の濃度を濃度センサー１１８で測定した測定結果の時間変化を示す。濃度センサー１１８に測定された濃度は、成分液供給期間Ｐ１ではなく成分液非供給期間Ｐ２に変化する。
図６（ａ）と図６（ｂ）との比較から理解されるように、濃度センサー１１８は、貯留槽１１６内の混合液の濃度を測定する。典型的には、第１配管１１２ａにおける第１流量計１１２ｂから貯留槽１１６まで所定の距離があり、第２配管１１４ａにおける第２流量計１１４ｂから貯留槽１１６まで所定の距離がある。また、貯留槽１１６において第１成分液および第２成分液が混合された後で、混合液の濃度が濃度センサー１１８に測定されるまでにタイムラグがある。このため、第１供給量および第２供給量を利用することにより、貯留槽１１６内の混合液の状況を、濃度センサー１１８によって測定するよりも早く取得できる。
なお、図６（ａ）では、第１供給期間Ｐａおよび第２供給期間Ｐｂは重なっていないが、本実施形態はこれに限定されない。
図６（ｃ）に示すように、第１供給期間Ｐａおよび第２供給期間Ｐｂは重なってもよい。例えば、第１供給期間Ｐａは、第２供給期間Ｐｂと同じタイミングで開始し、第２供給期間Ｐｂと同じタイミングで終了してもよい。この場合、時間Ｔｃ１においてバルブ１１２ｃを開くと、第１成分液が第１配管１１２ａを流れ始め、第１成分液の流量Ｖａが増加する。また、時間Ｔｃ１においてバルブ１１２ｃとともにバルブ１１４ｃを開くと、第２成分液が第２配管１１４ａを流れ始め、第２成分液の流量Ｖｂが増加する。
一方、時間Ｔｃ２においてバルブ１１２ｃを閉じると、第１配管１１２ａ内の第１成分液の流れが停まり、第１成分液の流量Ｖａは低下する。また、時間Ｔｃ２においてバルブ１１２ｃとともにバルブ１１４ｃを閉じると、第２配管１１４ａ内の第２成分液の流れが停まり、第２成分液の流量Ｖｂは低下する。
なお、図１～図６を参照した説明では、制御部１０２は、主として、第１成分液の供給量および第２成分液の供給量に基づいて、第１成分液供給部１１２および第２成分液供給部１１４を制御したが、本実施形態はこれに限定されない。制御部１０２は、貯留槽１１６内に貯留された混合液の液量および濃度、第１成分液の供給量、第２成分液の供給量に基づいて、混合液の濃度を算出してもよい。
次に、図１～図７を参照して、本実施形態の基板処理装置１００における配管構成を説明する。図７は、本実施形態の基板処理方法のフロー図である。なお、図７のフロー図は、第１成分液の供給量および第２成分液の供給量から混合液の濃度を算出する点を除いて、図５に示したフロー図と同様であり、冗長を避ける目的で重複する説明を省略する。
図７に示すように、ステップＳ１１０～ステップＳ１３０は、図５のステップＳ１１０～ステップＳ１３０と同様である。ステップＳ１３０の後、処理は、ステップＳ１３２に進む。
ステップＳ１３２において、混合液の濃度を算出する。制御部１０２は、第１供給量および第２供給量に基づいて、貯留槽１１６に追加される混合液の濃度を算出してもよい。第１供給量算出部１０２ａによって算出された第１供給量、および、第２供給量算出部１０２ｂによって算出された第２供給量から、新たに追加される混合液の濃度を算出できる。本明細書において、新たに追加される混合液の濃度を追加算出濃度と記載することがある。
あるいは、制御部１０２は、貯留槽１１６に追加される混合液の濃度（追加算出濃度）および液量に加えて、現在の貯留槽１１６内の混合液の濃度および液量に基づいて、今回の混合液を追加した後の貯留槽１１６内の混合液の濃度を算出してもよい。次に、処理は、ステップＳ１４０に進む。ステップＳ１４０以降は、図５のステップＳ１４０以降と同様である。
本実施形態では、制御部１０２は、第１供給量算出部１０２ａによって算出された第１供給量、および、第２供給量算出部１０２ｂによって算出された第２供給量に基づいて、貯留槽１１６に追加される混合液または貯留槽１１６に追加された後の混合液の濃度を算出できる。これにより、貯留槽１１６内の混合液を制御する濃度の基準を利用して、混合液を調整できる。
次に、図１～図８を参照して、本実施形態の基板処理装置１００における配管構成を説明する。図８（ａ）および図８（ｂ）は、貯留槽１１６内の混合液の濃度の時間変化を示すグラフである。
図８（ａ）に示すように、濃度は、目標値Ｇｖに設定される。理想的には、成分液供給期間Ｐ１において、濃度は目標値Ｇｖに維持される。ただし、実際には、濃度は、目標値Ｇｖに対して若干変動することが多い。なお、成分液供給期間Ｐ１において、目標値Ｇｖ自体が変化してもよい。
混合液の濃度には、許容範囲が設定されている。ここでは、許容範囲は、下限閾値Ｔｈ１から上限閾値Ｔｈ２内である。混合液の濃度が下限閾値Ｔｈ１よりも低い場合、制御部１０２は、混合液の濃度を異常と判断して基板処理装置１００の駆動を停止する。また、混合液の濃度が上限閾値Ｔｈ２以上である場合も、制御部１０２は、混合液の濃度を異常と判断して基板処理装置１００の駆動を停止する。反対に、濃度が許容範囲内である場合（すなわち、濃度が、下限閾値Ｔｈ１以上であり上限閾値Ｔｈ２よりも小さい場合）、制御部１０２は、基板処理装置１００の駆動を継続する。
例えば、下限閾値Ｔｈ１および上限閾値Ｔｈ２は、目標値Ｇｖに対して所定の値だけシフトした値として設定されてもよい。
また、濃度には、正常範囲が設定されている。ここでは、正常範囲は、下限閾値Ｔｈａから上限閾値Ｔｈｂ内である。濃度が下限閾値Ｔｈａよりも低い場合、制御部１０２は、濃度が上昇するように基板処理装置１００を駆動する。また、濃度が上限閾値Ｔｈｂ以上である場合、制御部１０２は、濃度が低下するように基板処理装置１００を駆動する。
例えば、下限閾値Ｔｈａおよび上限閾値Ｔｈｂは、目標値Ｇｖに対して所定の値だけシフトした値として設定されてもよい。
貯留槽１１６に供給される第１成分液および第２成分液の流量が変動すると、貯留槽１１６内の混合液の濃度が変動する。例えば、混合液の濃度が下限閾値Ｔｈａよりも低下すると、制御部１０２は、バルブ１１２ｃの開度を変更して、混合液の濃度を増加させる。一方、混合液の濃度が上限閾値Ｔｈｂ以上になると、制御部１０２は、バルブ１１２ｃの開度を変更して、混合液の濃度を低下させる。
例えば、混合液の濃度が下限閾値Ｔｈａよりも低くなると、制御部１０２は、第１配管１１２ａの開度が増加するようにバルブ１１２ｃを制御する。また、濃度が上限閾値Ｔｈｂ以上になると、制御部１０２は、第１配管１１２ａの開度が低下するようにバルブ１１２ｃを制御する。なお、バルブ１１２ｃの開度を増加した結果、濃度が目標値Ｇｖに戻る場合、制御部１０２は、バルブ１１２ｃの開度を戻すようにバルブ１１２ｃを制御してもよい。
図８（ｂ）に、追加算出濃度Ｃａを濃度センサー１１８によって測定された濃度Ｃｓと併せて示す。上述したように、追加算出濃度Ｃａは、新たに追加される混合液の濃度を示す。追加算出濃度Ｃａは、濃度センサー１１８によって測定された濃度Ｃｓよりも時間的に早く変動する。このため、追加算出濃度Ｃａにより、貯留槽１１６に供給される混合液の状況を速やかに把握できる。
また、本実施形態によれば、仮に、第１供給量算出部１０２ａによって算出された第１供給量、および、第２供給量算出部１０２ｂによって算出された第２供給量から算出された濃度が、追加算出濃度Ｃａ１に示すように上限閾値Ｔｈ２を超えた場合、速やかに第１成分液供給部１１２、第２成分液供給部１１４および基板処理ユニット１０の駆動を停止できる。これにより、基板処理装置１００におけるトラブルの発生を抑制できる。
なお、第１供給量と第２供給量を利用して貯留槽１１６内の混合液における対象成分の濃度を算出する場合、算出した濃度（算出濃度）は、濃度センサー１１８によって検知された濃度（検知濃度）と比較することが好ましい。例えば、算出濃度と検知濃度との差が閾値よりも大きい場合、制御部１０２は、第１成分液供給部１１２、第２成分液供給部１１４および基板処理ユニット１０の駆動を停止してもよい。
なお、図３に示した基板処理装置１００では、第１配管１１２ａおよび第２配管１１４ａは互いに分離されていたが、本実施形態はこれに限定されない。第１配管１１２ａは第２配管１１４ａと接続してもよい。また、図３に示した基板処理装置１００では、貯留槽１１６の混合液は、循環経路において循環されてもよい。
次に、図１～図９を参照して、本実施形態の基板処理装置１００における配管構成を説明する。図９は、本実施形態の基板処理装置１００における配管構成を示す模式図である。図９の基板処理装置１００は、主に、第１成分液供給部１１２および第２成分液供給部１１４がそれぞれ２種のバルブを有すること、第１配管１１２ａが第２配管１１４ａと接続すること、濃度センサー１１８が循環流路に配置されていること、貯留槽１１６の混合液が循環可能であること、および、処理液供給部が流量計をさらに備えるとともにバルブ３６が２種のバルブを有することを除いて、図３に示した基板処理装置１００と同様の構成を有しており、冗長を避ける目的で重複する説明を省略する。
図９に示すように、基板処理装置１００は、第１成分液供給部１１２、第２成分液供給部１１４、貯留槽１１６および濃度センサー１１８を有する。ここでは、第１成分液供給部１１２は、フッ酸を供給する。また、第２成分液供給部１１４は、希釈液を供給する。例えば、希釈液は、水または脱イオン水（Ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ Ｗａｔｅｒ：ＤＩＷ）を含む。
第１成分液供給部１１２は、第１配管１１２ａと、第１流量計１１２ｂと、バルブ１１２ｃとを含む。第２成分液供給部１１４は、第２配管１１４ａと、第２流量計１１４ｂと、バルブ１１４ｃとを含む。
バルブ１１２ｃは、供給バルブ１１２ｃ１と、流量調整バルブ１１２ｃ２とを含む。供給バルブ１１２ｃ１および流量調整バルブ１１２ｃ２は、第１配管１１２ａに配置される。供給バルブ１１２ｃ１は、第１配管１１２ａを開放または閉塞して、貯留槽１１６に対する第１成分液の供給開始と供給停止とを切り替える。供給バルブ１１２ｃ１は、例えば、リリーフバルブである。
流量調整バルブ１１２ｃ２は、第１配管１１２ａを流れる第１成分液の流量を調整する。流量調整バルブ１１２ｃ２は、例えば、モーターニードルバルブである。
バルブ１１４ｃは、供給バルブ１１４ｃ１と、流量調整バルブ１１４ｃ２とを含む。供給バルブ１１４ｃ１および流量調整バルブ１１４ｃ２は、第２配管１１４ａに配置される。供給バルブ１１４ｃ１は、第２配管１１４ａを開放または閉塞して、貯留槽１１６に対する第２成分液の供給開始と供給停止とを切り替える。供給バルブ１１４ｃ１は、例えば、リリーフバルブである。
流量調整バルブ１１４ｃ２は、第２配管１１４ａを流れる第２成分液の流量を調整する。流量調整バルブ１１４ｃ２は、例えば、モーターニードルバルブである。
基板処理装置１００は、第１配管１１２ａおよび第２配管１１４ａと接続する配管１１３を有する。配管１１３は、第１配管１１２ａの一端および第２配管１１４ａの一端と接続する。第１配管１１２ａおよび第２配管１１４ａは、配管１１３の一端と接続する。
配管１１３には、第１成分液、第２成分液および混合液のいずれかが流れる。例えば、バルブ１１２ｃを開いてバルブ１１４ｃを閉じた場合、配管１１３には第１成分液が流れる。または、バルブ１１２ｃを閉じてバルブ１１４ｃを開いた場合、配管１１３には第２成分液が流れる。あるいは、バルブ１１２ｃおよびバルブ１１４ｃの両方を開いた場合、配管１１３には混合液が流れる。
第１成分液は、第１配管１１２ａおよび配管１１３を介して貯留槽１１６に流れる。第２成分液は、第２配管１１４ａおよび配管１１３を介して貯留槽１１６に流れる。なお、第１成分液および第２成分液が同時に配管１１３を流れる場合、第１配管１１２ａを流れた第１成分液および第２配管１１４ａを流れた第２成分液は、配管１１３において混合される。
基板処理装置１００では、貯留槽１１６の混合液が循環経路において循環できる。配管１１７の一端は、貯留槽１１６と接続し、配管１１７の他端は、貯留槽１１６と接続する。これにより、貯留槽１１６の混合液は、配管１１７を介して循環できる。貯留槽１１６の混合液が循環することにより、濃度センサー１１８は、混合液の濃度を安定的に測定できる。濃度センサー１１８は、循環流路に配置される。
処理液供給部３０は、配管３２、ノズル３４およびバルブ３６に加えて流量計３８を備える。詳細には、処理液供給部３０ａは、配管３２ａ、ノズル３４ａおよびバルブ３６ａに加えて流量計３８ａを備える。処理液供給部３０ｂは、配管３２ｂ、ノズル３４ｂおよびバルブ３６ｂに加えて流量計３８ｂを備える。処理液供給部３０ｃは、配管３２ｃ、ノズル３４ｃおよびバルブ３６ｃに加えて流量計３８ｃを備える。
バルブ３６ａは、供給バルブ３６ａ１と、流量調整バルブ３６ａ２とを含む。供給バルブ３６ａ１および流量調整バルブ３６ａ２は、配管３２ａに配置される。供給バルブ３６ａ１は、配管３２ａを開放または閉塞して、貯留槽１１６に対する第１成分液の供給開始と供給停止とを切り替える。供給バルブ３６ａ１は、例えば、リリーフバルブである。流量調整バルブ３６ａ２は、配管３２ａを流れる第１成分液の流量を調整する。流量調整バルブ３６ａ２は、例えば、モーターニードルバルブである。
同様に、バルブ３６ｂは、供給バルブ３６ｂ１と、流量調整バルブ３６ｂ２とを含む。また、バルブ３６ｃは、供給バルブ３６ｃ１と、流量調整バルブ３６ｃ２とを含む。
なお、図４および図９に示した基板処理装置１００では、第１配管１１２ａを流れる第１処理液および第２配管１１４ａを流れる第２処理液は、すべて貯留槽１１６に供給されたが、本実施形態はこれに限定されない。第１配管１１２ａを流れる第１処理液および第２配管１１４ａを流れる第２処理液は、選択的に貯留槽１１６に供給されずに廃棄されてもよい。
次に、図１～図１０を参照して、本実施形態の基板処理装置１００における配管構成を説明する。図１０は、本実施形態の基板処理装置１００における配管構成を示す模式図である。なお、図１０の基板処理装置１００は、第１成分液、第２成分液および混合液を廃棄するための廃液機構をさらに備える点を除いて、図９に示した基板処理装置１００と同様の構成を有しており、冗長を避ける目的で重複する説明を省略する。
図１０に示すように、基板処理装置１００は、第１成分液供給部１１２、第２成分液供給部１１４、貯留槽１１６、配管１１７および濃度センサー１１８に加えて、廃液槽１１９をさらに備える。廃液槽１１９は、処理液キャビネット１１０内に配置される。
廃液槽１１９には、第１成分液供給部１１２から第１成分液が流入し、第２成分液供給部１１４から第２成分液が流入する。
配管１１３は、第１配管１１２ａと第２配管１１４ａとの接続点と貯留槽１１６とを連絡する。配管１１３にはバルブ１１３ａが配置される。バルブ１１３ａは、配管１１３内の流路を開閉する。バルブ１１３ａは、配管１１３の開度を調節して、配管１１３を流れる第１成分液、第２成分液および混合液のいずれかの流量を調整する。
配管１１３には、配管１１３ｄが接続される。配管１１３と配管１１３ｄとの接続箇所は、バルブ１１３ａよりも上流側に位置する。配管１１３ｄは、配管１１３と廃液槽１１９とを連絡する。
貯留槽１１６の底部には、配管１１９ａが接続される。配管１１９ａにはバルブ１１９ｂが配置される。バルブ１１９ｂは、配管１１９ａ内の流路を開閉する。配管１１９ａは、貯留槽１１６と廃液槽１１９とを連絡する。
本実施形態によれば、第１成分液、第２成分液および混合液を選択的に廃液槽１１９に流入できる。
なお、図６（ａ）および図６（ｃ）に示したグラフでは、第１成分液の流量Ｖａおよび第２成分液の流量Ｖｂは、矩形状に変化したが、本実施形態はこれに限定されない。実際には、バルブ１１２ｃおよびバルブ１１４ｃを閉状態から開状態に変化させると、第１成分液の流量Ｖａおよび第２成分液の流量Ｖｂは徐々に増加することがある。また、バルブ１１２ｃおよびバルブ１１４ｃを開状態から閉状態に変化させると、第１成分液の流量Ｖａおよび第２成分液の流量Ｖｂは徐々に減少することがある。この場合、第１成分液の流量Ｖａおよび第２成分液の流量Ｖｂの変化の大きい部分は、貯留槽１１６に供給せずに廃棄してもよい。
次に、図１～図１１を参照して、本実施形態の基板処理装置１００における配管構成を説明する。図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、第１処理液および第２処理液の流量の変化を示したグラフである。
図１１（ａ）に示すように、第１成分液の流量Ｖａは、時間とともに変化する。ここでは、第１流量計１１２ｂは、第１成分液の流量Ｖａを測定する。バルブ１１２ｃが開くと、第１成分液の流量Ｖａは時間とともに増加する。その後、バルブ１１２ｃが完全に開くと、第１成分液の流量Ｖａはピークを示す。ここでは、第１成分液の流量Ｖａは変動する。その後、バルブ１１２ｃを閉じると、第１成分液の流量Ｖａは徐々に減少する。
同様に、第２成分液の流量Ｖｂは、時間とともに変化する。ここでは、第２流量計１１４ｂは、第２成分液の流量Ｖｂを測定する。バルブ１１４ｃが開くと、第２成分液の流量Ｖｂは時間とともに増加する。その後、バルブ１１４ｃが完全に開くと、第２成分液の流量Ｖｂはピークを示す。ここでは、第２成分液の流量Ｖｂは変動する。その後、バルブ１１４ｃを閉じると、第２成分液の流量Ｖｂは徐々に減少する。
なお、図１１（ａ）に示すように、制御部１０２がバルブ１１２ｃを開いても、第１成分液の流量Ｖａが速やかに立ち上がらず、制御部１０２がバルブ１１２ｃを閉じても、第１成分液の流量Ｖａが速やかに立ち下がらないことがある。同様に、制御部１０２がバルブ１１４ｃを開いても第２成分液の流量Ｖｂは速やかに立ち上がらず、制御部１０２がバルブ１１４ｃを閉じても第２成分液の流量Ｖｂが速やかに立ち下がらないことがある。
この場合、第１供給量算出部１０２ａは、第１成分液の流量Ｖａが所定値を超えてから第１供給量としてカウントしてもよい。また、第１供給量算出部１０２ａは、制御部１０２がバルブ１１２ｃを閉じる信号を出力してから第１供給量としてカウントしなくてもよい。
同様に、第２供給量算出部１０２ｂは、第２成分液の流量Ｖｂが所定値を超えてから第２供給量としてカウントしてもよい。また、第２供給量算出部１０２ｂは、制御部１０２がバルブ１１２ｃを閉じる信号を出力してから第２供給量としてカウントしなくてもよい。この場合、第１供給量算出部１０２ａが供給量の算出を開始するタイミングとともに、バルブ１１３ｂを閉じてバルブ１１３ａを開けてもよい。
図１１（ｂ）に示すように、第１供給量算出部１０２ａは、第１成分液の流量Ｖａの時間変化に基づいて、第１供給量Ｓａを算出する。第１供給量算出部１０２ａは、時間Ｔ１から時間Ｔ２までの範囲内で第１成分液の流量Ｖａの時間変化を積分することによって第１供給量Ｓａを算出できる。例えば、第１供給量算出部１０２ａは、第１成分液の流量Ｖａを積算することによって第１供給量Ｓａを算出できる。
同様に、第２供給量算出部１０２ｂは、第２成分液の流量Ｖｂの時間変化に基づいて、第２供給量Ｓｂを算出する。第２供給量算出部１０２ｂは、時間Ｔ１から時間Ｔ２までの範囲内で第２成分液の流量Ｖｂの時間変化を積分することによって第２供給量Ｓｂを算出できる。例えば、第２供給量算出部１０２ｂは、第２成分液の流量Ｖｂを積算することによって第２供給量Ｓｂを算出できる。
このように、第１供給量算出部１０２ａおよび第２供給量算出部１０２ｂは、第１成分液の流量Ｖａおよび第２成分液の流量Ｖｂについて、ある時間Ｔ１からの値から別の時間Ｔ２までの値を、第１供給量Ｓａおよび第２供給量Ｓｂの算出の根拠としてもよい。
なお、この場合、バルブ１１２ｃおよびバルブ１１４ｃが開き始めてから時間Ｔ１までの間に第１配管１１２ａを流れた第１成分液および第２配管１１４ａを流れた第２成分液は、貯留槽１１６に流れることなく廃液槽１１９に流れることになる。本明細書において、第１供給量算出部１０２ａおよび第２供給量算出部１０２ｂが第１供給量Ｓａおよび第２供給量Ｓｂの算出に用いる第１成分液の流量Ｖａおよび第２成分液の流量Ｖｂの前において、第１成分液および第２成分液を貯留槽１１６に流すことなく廃液槽１１９に流すことをプレドレインと記載することがある。
典型的には、プレドレイン時において、第１成分液の流量Ｖａおよび第２成分液の流量Ｖｂの変化が比較的大きい。このため、第１供給量算出部１０２ａおよび第２供給量算出部１０２ｂは、プレドレイン時の第１成分液の流量Ｖａおよび第２成分液の流量Ｖｂを第１供給量Ｓａおよび第２供給量Ｓｂにカウントしないことが好ましい。例えば、プレドレイン期間は、１秒以上５秒以下である。
例えば、プレドレインでは、時間Ｔ１よりも前に第１成分液供給部１１２は第１成分液を第１配管１１２ａに供給する。本明細書において、第１成分液供給部１１２によるこの工程を第１成分液前供給工程と記載することがある。同様に、プレドレインでは、時間Ｔ１よりも前に第２成分液供給部１１４は第２成分液を第２配管１１４ａに供給する。本明細書において、第２成分液供給部１１４によるこの工程を第２成分液前供給工程と記載することがある。
また、制御部１０２がバルブ１１２ｃおよびバルブ１１４ｃを閉める信号を出力した時間Ｔ２から第１成分液の流量Ｖａおよび第２成分液の流量Ｖｂがゼロになるまでの間、第１配管１１２ａを流れる第１成分液および第２配管１１４ａを流れる第２成分液は、貯留槽１１６に流れることなく廃液槽１１９に流れる。本明細書において、第１供給量算出部１０２ａおよび第２供給量算出部１０２ｂが第１供給量Ｓａおよび第２供給量Ｓｂの算出に用いる第１成分液の流量Ｖａおよび第２成分液の流量Ｖｂの後に、第１成分液および第２成分液を貯留槽１１６に流すことなく廃液槽１１９に流すことをポストドレインと記載することがある。
典型的には、ポストドレイン時において、第１成分液の流量Ｖａおよび第２成分液の流量Ｖｂの変化は比較的大きい。このため、第１供給量算出部１０２ａおよび第２供給量算出部１０２ｂは、ポストドレイン時の第１成分液の流量Ｖａおよび第２成分液の流量Ｖｂを第１供給量Ｓａおよび第２供給量Ｓｂにカウントしないことが好ましい。例えば、ポストドレイン期間は、１秒以上５秒以下である。
例えば、ポストドレインでは、時間Ｔ２よりも後に第１成分液供給部１１２からの第１成分液が第２配管１１４ａを流れる。本明細書において、このように第１成分液供給部１１２から第１成分液が流れる工程を第１成分液後供給工程と記載することがある。同様に、ポストドレインでは、時間Ｔ２よりも後に第２成分液供給部１１４からの第２成分液が第２配管１１４ａを流れる。本明細書において、このように第２成分液供給部１１４から第２成分液が流れる工程を第２成分液後供給工程と記載することがある。
次に、図１～図１２Ｂを参照して、本実施形態の基板処理装置１００における配管構成を説明する。図１２Ａおよび図１２Ｂは、本実施形態の基板処理方法のフロー図である。なお、図１２Ａおよび図１２Ｂのフロー図は、主としてプレドレインおよびポストドレインを行う点を除いて、図７に示したフロー図と同様であり、冗長を避ける目的で重複する説明を省略する。
図１２Ａに示すように、ステップＳ１１０ａにおいて、プレドレインを開始する。ここでは、制御部１０２は、バルブ１１３ａを閉じてバルブ１１３ｂを開ける。次に、処理は、ステップＳ１１０に進む。
ステップＳ１１０において、第１成分液および第２成分液の供給を開始する。ここでは、第１成分液供給部１１２は、第１配管１１２ａを介して第１成分液の供給を開始する。また、第２成分液供給部１１４は、第２配管１１４ａを介して第２成分液の供給を開始する。制御部１０２は、第１成分液供給部１１２の供給バルブ１１２ｃ１および流量調整バルブ１１２ｃ２を開くとともに第２成分液供給部１１４の供給バルブ１１４ｃ１および流量調整バルブ１１４ｃ２を開く。これにより、第１成分液および第２成分液は、配管１１３ｄを介して廃液槽１１９に流れる。この場合、第１成分液が第１配管１１２ａを流れ始めるタイミングと第２成分液が第２配管１１４ａを流れ始めるタイミングを揃えることが好ましい。次に、処理は、ステップＳ１１０ｂに進む。
ステップＳ１１０ｂにおいて、第１成分液および第２成分液の流量を測定する。第１流量計１１２ｂは、第１配管１１２ａを流れる第１成分液の流量を測定する。第２流量計１１４ｂは、第２配管１１４ａを流れる第２成分液の流量を測定する。次に、処理は、ステップＳ１１０ｃに進む。
ステップＳ１１０ｃにおいて、第１成分液の流量Ｖａおよび第２成分液の流量Ｖｂが条件を満たすかを判定する。詳細には、制御部１０２は、第１成分液の流量Ｖａが閾値を超えるか否か判定する。また、制御部１０２は、第２成分液の流量Ｖｂが閾値を超えるか否か判定する。
第１成分液の流量Ｖａおよび第２成分液の流量Ｖｂが条件を満たす場合（ステップＳ１１０ｃにおいてＹｅｓ）、処理は、ステップＳ１１０ｅに進む。一方、第１成分液の流量Ｖａおよび第２成分液の流量Ｖｂのいずれかが条件を満たさない場合（ステップＳ１１０ｃにおいてＮｏ）、処理は、ステップＳ１１０ｄに進む。
ステップＳ１１０ｄにおいて、第１成分液の流量および第２成分液の流量に基づいて、第１成分液供給部１１２および／または第２成分液供給部１１４を制御する。例えば、第１成分液の流量が閾値よりも少ない場合、制御部１０２は、第１成分液の流量が増加するように第１成分液供給部１１２を制御する。例えば、制御部１０２は、第１成分液供給部１１２のバルブ１１２ｃの開度を増加させる。
あるいは、第２成分液の流量が閾値よりも少ない場合、制御部１０２は、第２成分液の流量が増加するように第２成分液供給部１１４を制御する。例えば、制御部１０２は、第２成分液供給部１１４のバルブ１１４ｃの開度を増加させる。次に、処理は、ステップＳ１１０ｃに戻る。これにより、第１成分液の流量Ｖａおよび第２成分液の流量Ｖｂが条件を満たすまで第１成分液供給部１１２および／または第２成分液供給部１１４が制御される。
ステップＳ１１０ｅにおいて、第１成分液の流量および第２成分液の流量から配管１１３ｄを流れる混合液の濃度を算出する。例えば、制御部１０２は、第１成分液の流量および第２成分液の流量の比率に基づいて、配管１１３ｄを流れる混合液の濃度を算出する。次に、処理は、ステップＳ１１０ｆに進む。
ステップＳ１１０ｆにおいて、算出した濃度（算出濃度）が条件を満たすか否かを判定する。例えば、制御部１０２は、算出濃度が正常範囲内にあるか否か判定する。
算出濃度が条件を満たす場合（ステップＳ１１０ｆにおいてＹｅｓ）、処理は、ステップＳ１１０ｈに進む。一方、算出濃度が条件を満たさない場合、処理は、ステップＳ１１０ｇに進む。
ステップＳ１１０ｇにおいて、算出濃度に基づいて、第１成分液供給部１１２および／または第２成分液供給部１１４を制御する。一例では、第２成分液の流量に対して第１成分液の流量が比較的少ない場合、制御部１０２は、第１成分液の流量が増加するように第１成分液供給部１１２を制御する。例えば、制御部１０２は、第１成分液供給部１１２のバルブ１１２ｃの開度を増加させる。
あるいは、第２成分液の流量に対して第１成分液の流量が比較的多い場合、制御部１０２は、第２成分液の流量が増加するように第２成分液供給部１１４を制御する。例えば、制御部１０２は、第２成分液供給部１１４のバルブ１１４ｃの開度を増加させる。次に、処理は、ステップＳ１１０ｆに戻る。これにより、配管１１３ｄを流れる混合液の濃度が条件を満たすまで第１成分液供給部１１２および／または第２成分液供給部１１４が制御される。
ステップＳ１１０ｈにおいて、プレドレインを終了する。ここでは、制御部１０２は、バルブ１１３ａを開けてバルブ１１３ｂを閉じる。これにより、第１成分液および第２成分液は、配管１１３を介して貯留槽１１６に流れる。次に、処理は、ステップＳ１２０に進む。ステップＳ１２０からステップＳ１５０までは図７と同様である。
ステップＳ１５０において、貯留槽１１６への成分液の供給を完了するか否かを判定する。例えば、貯留槽１１６内の混合液の液量を検知する液量検知センサーが貯留槽１１６内の混合液の液量を検知する。検知した液量が閾値よりも大きい場合、制御部１０２は、貯留槽１１６への成分液の供給を完了すると判定する。一方、検知した液量が閾値以下の場合、制御部１０２は、貯留槽１１６への成分液の供給を継続すると判定する。
貯留槽１１６への成分液の供給を完了する場合（ステップＳ１５０においてＹｅｓ）、処理は、ステップＳ１６０ａに進む。一方、貯留槽１１６への成分液の供給を完了する場合（ステップＳ１５０おいてＮｏ）、処理は、ステップＳ１４０に戻る。この場合、貯留槽１１６への成分液の供給が完了するまで、第１成分液の供給量および第２成分液の供給量に基づいて、第１成分液供給部１１２および／または第２成分液供給部１１４を制御する。
ステップＳ１６０ａにおいて、ポストドレインを開始する。ここでは、制御部１０２は、バルブ１１３ａを閉じてバルブ１１３ｂを開ける。このとき、制御部１０２ｇは、第１成分液供給部１１２のバルブ１１２ｃおよび第２成分液供給部１１４のバルブ１１４ｃを閉じるように制御してもよい。次に、処理は、ステップＳ１６０に進む。
ステップＳ１６０において、第１成分液および第２成分液の流れが停止する。ここでは、第１配管１１２ａを介して貯留槽１１６への第１成分液の供給が停止する。また、第２配管１１４ａを介して貯留槽１１６への第２成分液の供給が停止する。
ステップＳ１６０ｂにおいて、ポストドレインを終了する。ここでは、制御部１０２は、バルブ１１３ａおよびバルブ１１３ｂを閉じる。次に、処理は、ステップＳ１７０に進む。ステップＳ１７０からステップＳ１９０までは図７と同様である。
本実施形態によれば、第１成分液および第２成分液を貯留槽１１６に供給する前および後にプレドレインおよびポストドレインを行う。これにより、流量の変化が大きいプレドレイン期間およびポストドレイン期間の影響を避けて算出制御を行うため、高精度に第１成分液供給部１１２および第２成分液供給部１１４を制御できる。
なお、図１および図２に示した基板処理装置１００では、基板処理ユニット１０は枚葉型であり、貯留槽１１６の混合液は、チャンバー１１内の基板Ｗに供給されたが、本実施形態はこれに限定されない。基板処理ユニット１０は、バッチ型であり、貯留槽１１６の混合液は、処理槽に供給されてもよい。
次に、図１３を参照して、本実施形態の基板処理装置１００を説明する。図１３は、基板処理装置１００の模式図である。
図１３に示すように、基板処理装置１００は、基板処理ユニット１０として基板処理ユニット１０Ａ～１０Ｃを備える。ここでは、基板処理ユニット１０Ａ～１０Ｃは、バッチ型である。
基板処理ユニット１０Ａは、処理槽４０ａと、リフター５０ａとを備える。処理槽４０ａは、基板Ｗを処理するための処理液を貯留する。処理槽４０ａに処理液として混合液が供給される。処理槽４０ａには、配管３２ａを介して貯留槽１１６の混合液が供給される。
リフター５０ａは、基板Ｗを保持する。リフター５０ａによって保持された基板Ｗの主面の法線方向は水平方向に平行である。複数の基板Ｗは、水平方向に沿って一列に配列される。複数の基板Ｗは、水平方向に略平行に配列される。また、複数の基板Ｗの各々の法線は、水平方向に延びる。
典型的には、リフター５０ａは、複数の基板Ｗをまとめて保持する。例えば、リフター５０ａは、基板Ｗを保持したまま鉛直方向に沿って鉛直上方または鉛直下方に移動する。
基板処理ユニット１０Ｂは、基板処理ユニット１０Ａと同様に、処理槽４０ｂと、リフター５０ｂとを備える。また、基板処理ユニット１０Ｃは、基板処理ユニット１０Ａと同様に、処理槽４０ｃと、リフター５０ｃとを備える。
本実施形態の基板処理装置１００によれば、基板処理ユニット１０がバッチ型であっても、貯留槽１１６に供給される成分液を速やかに制御できる。
なお、図１３に示した基板処理装置１００では、基板処理ユニット１０がバッチ型であったが、本実施形態はこれに限定されない。貯留槽１１６が、バッチ型の処理槽であり、基板処理ユニット１０として兼用されてもよい。
次に、図１４を参照して、本実施形態の基板処理装置１００を説明する。図１４は、基板処理装置１００の模式図である。
図１４に示すように、基板処理装置１００は、基板処理ユニット１０として貯留槽１１６を備える。貯留槽１１６は、いわゆるバッチ型の処理槽として機能する。
基板処理装置１００は、貯留槽１１６と、リフター６０とを備える。貯留槽１１６は、基板Ｗを処理するための処理液を貯留する。貯留槽１１６に処理液として混合液が供給される。貯留槽１１６には、第１配管１１２ａ、第２配管１１４ａおよび配管１１３を介して第１成分液および第２成分液が供給される。
リフター６０は、基板Ｗを保持する。リフター６０によって保持された基板Ｗの主面の法線方向は水平方向に平行である。複数の基板Ｗは、水平方向に沿って一列に配列される。複数の基板Ｗは、水平方向に略平行に配列される。また、複数の基板Ｗの各々の法線は、水平方向に延びる。
典型的には、リフター６０は、複数の基板Ｗをまとめて保持する。例えば、リフター６０は、基板Ｗを保持したまま鉛直方向に沿って鉛直上方または鉛直下方に移動する。
本実施形態の基板処理装置１００によれば、貯留槽１１６がバッチ型の処理槽であっても、貯留槽１１６に供給される成分液を速やかに制御できる。
以上、図面を参照して本発明の実施形態を説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。また、上記の実施形態に開示される複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明の形成が可能である。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の材質、形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
本発明は、基板処理装置および基板処理方法に好適に用いられる。
１０ 基板処理ユニット
１１ チャンバー
２０ 基板保持部
３０ 処理液供給部
１００ 基板処理装置
１０１ 制御装置
１０２ 制御部
１０２ａ 第１供給量算出部
１０２ｂ 第２供給量算出部
１０４ 記憶部
１１０ 処理液キャビネット
１１２ 第１成分液供給部
１１２ａ 第１配管
１１２ｂ 第１流量計
１１２ｃ バルブ
１１４ 第２成分液供給部
１１４ａ 第２配管
１１４ｂ 第２流量計
１１４ｃ バルブ
１２０ 処理液ボックス
Ｗ 基板

Claims (20)

  1. 第１配管を介して第１成分液を供給する第１成分液供給部と、
    前記第１成分液が前記第１配管を流れる流量を測定する第１流量計と、
    第２配管を介して第２成分液を供給する第２成分液供給部と、
    前記第２成分液が前記第２配管を流れる流量を測定する第２流量計と、
    前記第１成分液供給部から供給される前記第１成分液と、前記第２成分液供給部から供給される前記第２成分液とが混合された混合液を貯留する貯留槽と、
    前記貯留槽から供給された前記混合液によって基板を処理する基板処理ユニットと、
    前記貯留槽内の前記混合液における対象成分の濃度を検知する濃度センサーと、
    前記濃度センサーの検知結果に基づいて、前記第１成分液供給部および前記第２成分液供給部を制御する制御部と
    を備え、
    前記制御部は、
    前記第１流量計の測定結果に基づいて前記第１成分液供給部から前記第１配管を介して前記貯留槽に供給された前記第１成分液の第１供給量を算出し、
    前記第２流量計の測定結果に基づいて前記第２成分液供給部から前記第２配管を介して前記貯留槽に供給された前記第２成分液の第２供給量を算出し、
    前記第１成分液供給部が前記第１配管を介して前記第１成分液を供給する期間および前記第２成分液供給部が前記第２配管を介して前記第２成分液を供給する期間の少なくとも一方の期間である成分液供給期間において、前記第１供給量および前記第２供給量に基づいて、前記第１成分液供給部および前記第２成分液供給部を制御する、基板処理装置。
  2. 前記制御部は、前記成分液供給期間において、前記第１供給量および前記第２供給量に基づいて、前記第１配管を流れる前記第１成分液の流量および前記第２配管を流れる前記第２成分液の流量の少なくとも一方を制御する、請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記第１成分液供給部は、前記第１配管を流れる前記第１成分液の流量を開度に応じて調整可能なバルブを含み、
    前記第２成分液供給部は、前記第２配管を流れる前記第２成分液の流量を開度に応じて調整可能なバルブを含み、
    前記制御部は、前記成分液供給期間において、前記第１供給量および前記第２供給量に基づいて、前記第１成分液供給部の前記バルブおよび前記第２成分液供給部のバルブの少なくとも一方の開度を制御する、請求項２に記載の基板処理装置。
  4. 前記制御部は、前記第１成分液供給部が前記貯留槽に前記第１成分液を供給せず、かつ、前記第２成分液供給部が前記貯留槽に前記第２成分液を供給しない成分液非供給期間において、前記濃度センサーの検知結果に基づいて、前記第１成分液供給部および前記第２成分液供給部を制御する、請求項１から３のいずれかに記載の基板処理装置。
  5. 前記制御部は、
    前記第１成分液供給部が前記第１配管を介して前記第１成分液を前記貯留槽に供給する第１供給期間にわたって、前記第１供給量を算出し、
    前記第２成分液供給部が前記第２配管を介して前記第２成分液を前記貯留槽に供給する第２供給期間にわたって、前記第２供給量を算出する、請求項１から４のいずれかに記載の基板処理装置。
  6. 前記制御部は、
    前記第１供給期間が開始する前に前記第１成分液が前記第１配管を介して流れ、
    前記第１供給期間が終了した後に前記第１成分液が前記第１配管を介して流れ、
    前記第２供給期間が開始する前に前記第２成分液が前記第２配管を介して流れ、
    前記第２供給期間が終了した後に前記第２成分液が前記第２配管を介して流れるように、前記第１成分液供給部および前記第２成分液供給部を制御する、請求項５に記載の基板処理装置。
  7. 前記制御部は、前記第１供給期間が前記第２供給期間と同時に開始し、前記第１供給期間が前記第２供給期間と同時に終了するように、前記第１成分液供給部および前記第２成分液供給部を制御する、請求項５または６に記載の基板処理装置。
  8. 前記制御部は、前記第１成分液供給部による前記第１成分液の供給を前記第２成分液供給部による前記第２成分液の供給と同時に開始し、前記第１成分液供給部による前記第１成分液の供給を前記第２成分液供給部による前記第２成分液の供給と同時に停止するように、前記第１成分液供給部および前記第２成分液供給部を制御する、請求項１から７のいずれかに記載の基板処理装置。
  9. 前記制御部は、前記第１供給量と前記第２供給量に基づいて前記貯留槽内の前記混合液における前記対象成分の濃度を算出した算出濃度が前記濃度センサーによって検知された前記濃度との差が閾値よりも大きい場合、前記第１成分液供給部、前記第２成分液供給部および前記基板処理ユニットの駆動を停止する、請求項１から８のいずれかに記載の基板処理装置。
  10. 前記第１成分液は、フッ酸を含み、
    前記第２成分液は、希釈液を含む、請求項１から９のいずれかに記載の基板処理装置。
  11. 第１成分液供給部が第１配管を介して貯留槽に第１成分液を供給する工程と、
    前記第１成分液が前記第１配管を流れる流量を測定する第１流量測定工程と、
    第２成分液供給部が第２配管を介して貯留槽に第２成分液を供給する工程と、
    前記第２成分液が前記第２配管を流れる流量を測定する第２流量測定工程と、
    第１成分液を供給する工程において供給された前記第１成分液と、前記第２成分液を供給する工程において供給された前記第２成分液とを前記貯留槽において混合した混合液を貯留する工程と、
    前記貯留槽から供給された前記混合液によって基板を基板処理ユニットで処理する工程と、
    前記貯留槽内の前記混合液に含まれる対象成分の濃度を濃度センサーで検知する工程と、
    前記濃度センサーの検知結果に基づいて、前記第１成分液供給部および前記第２成分液供給部を制御する検知制御工程と、
    前記第１流量測定工程の測定結果に基づいて前記第１成分液供給部が第１配管を介して前記貯留槽に供給された前記第１成分液の第１供給量を算出する工程と、
    前記第２流量測定工程の測定結果に基づいて前記第２成分液供給部が第２配管を介して前記貯留槽に供給された前記第２成分液の第２供給量を算出する工程と、
    前記第１成分液供給部が前記第１配管を介して前記第１成分液を供給する期間および前記第２成分液供給部が前記第２配管を介して前記第２成分液を供給する期間の少なくとも一方の期間である成分液供給期間において、前記第１供給量および前記第２供給量に基づいて、前記第１成分液供給部および前記第２成分液供給部を制御する算出制御工程と
    を包含する、基板処理方法。
  12. 前記算出制御工程は、前記成分液供給期間において、前記第１供給量および前記第２供給量に基づいて、前記第１配管を流れる前記第１成分液の流量および前記第２配管を流れる前記第２成分液の流量の少なくとも一方を制御する、請求項１１に記載の基板処理方法。
  13. 前記第１成分液供給部は、前記第１配管を流れる前記第１成分液の流量を開度に応じて調整可能なバルブを含み、
    前記第２成分液供給部は、前記第２配管を流れる前記第２成分液の流量を開度に応じて調整可能なバルブを含み、
    前記算出制御工程は、前記成分液供給期間において、前記第１供給量および前記第２供給量に基づいて、前記第１成分液供給部の前記バルブおよび前記第２成分液供給部のバルブの少なくとも一方の開度を制御する、請求項１２に記載の基板処理方法。
  14. 前記検知制御工程は、前記第１成分液供給部が前記貯留槽に前記第１成分液を供給せず、かつ、前記第２成分液供給部が前記貯留槽に前記第２成分液を供給しない期間において、前記濃度センサーの検知結果に基づいて、前記第１成分液供給部および前記第２成分液供給部を制御する、請求項１１から１３のいずれかに記載の基板処理方法。
  15. 前記第１供給量を算出する工程において、前記第１成分液供給部が前記第１配管を介して前記第１成分液を前記貯留槽に供給する第１供給期間にわたって、前記第１供給量を算出し、
    前記第２供給量を算出する工程において、前記第２成分液供給部が前記第２配管を介して前記第２成分液を前記貯留槽に供給する第２供給期間にわたって、前記第２供給量を算出する、請求項１１から１４のいずれかに記載の基板処理方法。
  16. 前記第１供給期間の開始前に、前記第１成分液供給部が前記第１配管を介して前記第１成分液を供給する第１成分液前供給工程と、
    前記第１供給期間の終了後に、前記第１成分液供給部が前記第１配管を介して前記第１成分液を供給する第１成分液後供給工程と、
    前記第２供給期間の開始前に、前記第２成分液供給部が前記第２配管を介して前記第２成分液を供給する第２成分液前供給工程と、
    前記第２供給期間の終了後に、前記第２成分液供給部が前記第２配管を介して前記第２成分液を供給する第２成分液後供給工程と
    をさらに包含する、請求項１５に記載の基板処理方法。
  17. 前記第１供給量を算出する工程および前記第２供給量を算出する工程において、
    前記第１供給期間は前記第２供給期間と同時に開始し、前記第１供給期間は前記第２供給期間と同時に終了する、請求項１５または１６に記載の基板処理方法。
  18. 前記第１成分液前供給工程において前記第１成分液供給部による前記第１成分液の供給を前記第２成分液前供給工程において前記第２成分液供給部による前記第２成分液の供給と同時に開始し、
    前記第１成分液後供給工程において前記第１成分液供給部による前記第１成分液の供給を前記第２成分液後供給工程において前記第２成分液供給部による前記第２成分液の供給と同時に停止する、請求項１６に記載の基板処理方法。
  19. 前記第１供給量と前記第２供給量に基づいて前記貯留槽内の前記混合液における対象成分の濃度を算出した算出濃度が前記濃度センサーによって検知された前記濃度との差が閾値よりも大きい場合、前記第１成分液供給部、前記第２成分液供給部および前記基板処理ユニットの駆動を停止する工程をさらに包含する、請求項１１から１８のいずれかに記載の基板処理方法。
  20. 前記第１成分液を供給する工程において、前記第１成分液は、フッ酸を含み、
    前記第２成分液を供給する工程において、前記第２成分液は、希釈液を含む、請求項１１から１９のいずれかに記載の基板処理方法。
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