JP3537976B2 - Substrate processing equipment - Google Patents
Substrate processing equipmentInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体ウエハや
液晶表示パネル用ガラス基板あるいは半導体製造装置用
マスク基板等の基板に処理液を供給することにより、当
該基板に対して洗浄等の処理を施す基板処理装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention provides a cleaning liquid or the like by supplying a processing liquid to a substrate such as a semiconductor wafer, a glass substrate for a liquid crystal display panel or a mask substrate for a semiconductor manufacturing apparatus. The present invention relates to a substrate processing apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】このような基板処理装置の一種として、
純水中に薬液を混合させることにより生成した処理液を
処理槽に供給し、この処理液中に基板を浸漬することに
より当該基板を処理するものが知られている。例えば、
特開平７−２２３６９号公報に記載された基板処理装置
は、純水の供給源から処理槽に純水を供給するための純
水供給路と、耐圧密閉構造を有し薬液を貯留する薬液タ
ンクと、この薬液タンク内に圧力を制御された窒素ガス
を供給する窒素ガス供給手段と、薬液タンクから純水供
給路に向けて薬液を導くための薬液の供給経路と、純水
供給路中の純水に薬液を混合させるための薬液導入弁と
を備える。そして、薬液タンク内に窒素ガスを供給する
ことにより薬液タンク内の薬液を加圧した後、薬液導入
弁を開放することにより、純水中に薬液を圧送し、これ
により純水と薬液とを混合している。2. Description of the Related Art As one type of such a substrate processing apparatus,
It is known that a processing solution generated by mixing a chemical solution in pure water is supplied to a processing tank, and the substrate is processed by immersing the substrate in the processing solution. For example,
The substrate processing apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-22369 has a pure water supply path for supplying pure water from a pure water supply source to a processing tank, and a chemical liquid tank having a pressure tight structure and storing a chemical liquid. And a nitrogen gas supply means for supplying a pressure-controlled nitrogen gas into the chemical liquid tank, a chemical liquid supply path for guiding the chemical liquid from the chemical liquid tank toward the pure water supply path, and a pure water supply path. A chemical solution introduction valve for mixing the chemical solution with the pure water. Then, after pressurizing the chemical solution in the chemical solution tank by supplying nitrogen gas into the chemical solution tank, the chemical solution is pressure-fed into pure water by opening the chemical solution introduction valve, whereby the pure water and the chemical solution are separated. Mixed.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】このような基板処理装
置においては、薬液導入弁の流量特性が変化することに
より、純水中に混合される薬液の量が変化し、その結果
処理液の濃度が変化してしまうという問題がある。すな
わち、薬液の圧力や熱膨張の影響を受けて薬液導入弁が
変形した場合等においては、薬液の供給経路において薬
液が受ける圧力損失が変化し、窒素ガスにより加圧され
た薬液の圧力が一定値となるように制御した場合におい
ても、純水中への薬液の供給量は正確には一定とはなら
ない。このため、処理槽に供給される処理液の濃度が不
均一となる。In such a substrate processing apparatus, when the flow rate characteristic of the chemical liquid introduction valve changes, the amount of the chemical liquid mixed in the pure water changes, and as a result, the concentration of the processing liquid increases. Is changed. That is, when the chemical introduction valve is deformed due to the influence of the chemical pressure or thermal expansion, the pressure loss applied to the chemical in the supply path of the chemical changes, and the pressure of the chemical pressurized by the nitrogen gas is constant. Even when the control is performed to obtain the value, the supply amount of the chemical solution into the pure water is not exactly constant. For this reason, the concentration of the processing liquid supplied to the processing tank becomes non-uniform.
【０００４】このため、処理槽に供給される処理液の濃
度等を検出し、この検出値の偏差に比例して薬液タンク
に供給する窒素ガスの圧力を増減させることにより、処
理槽に供給される処理液の濃度が目標値となるように制
御することが考えられる。For this reason, the concentration of the processing liquid supplied to the processing tank is detected, and the pressure of the nitrogen gas supplied to the chemical liquid tank is increased or decreased in proportion to the deviation of the detected value, whereby the processing liquid is supplied to the processing tank. It is conceivable to control the concentration of the processing solution to be a target value.
【０００５】しかしながら、このような制御を行った場
合においては、処理液濃度の目標値に対するオーバシュ
ートが生じ、ハンチング現象により処理液の濃度が安定
するまでに長時間を要するという問題が生ずる。However, when such control is performed, an overshoot occurs with respect to the target value of the processing solution concentration, and a problem arises that it takes a long time until the concentration of the processing solution is stabilized due to a hunting phenomenon.
【０００６】処理液の濃度が不均一となった場合におい
ては、その処理液により処理された基板の品質が低下
し、当該基板により製造される製品の歩留まりを低下さ
せるという問題が生ずる。[0006] When the concentration of the processing liquid becomes non-uniform, the quality of the substrate processed by the processing liquid deteriorates, and a problem arises that the yield of products manufactured by the substrate decreases.
【０００７】この発明は上記課題を解決するためになさ
れたものであり、処理液の濃度を速やかに目標濃度に一
致させることにより、基板を精度よく処理することので
きる基板処理装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and provides a substrate processing apparatus capable of processing a substrate with high accuracy by quickly adjusting the concentration of a processing solution to a target concentration. With the goal.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、純水中に薬液を混合することにより生成した処理液
により基板を処理する基板処理部と、前記基板処理部と
純水の供給源とを接続する供給路と、前記供給路中に配
設され、前記供給路を通過する純水中に薬液を混合して
処理液を生成するための薬液導入弁と、前記供給路にお
ける前記基板処理部と前記薬液導入弁との間に配設さ
れ、前記薬液導入弁で生成され、かつ、そこを通過する
処理液の濃度を検出する濃度検出手段と、前記薬液を貯
留する耐圧密閉構造の薬液タンクと、前記薬液タンク内
に不活性ガスを供給して前記薬液タンク内の薬液を加圧
することにより、薬液を前記薬液タンクから前記薬液導
入弁に圧送する不活性ガス供給手段と、前記薬液タンク
から前記薬液導入弁に圧送される薬液の流量を制御する
薬液制御手段と、前記薬液タンクから前記薬液導入部へ
供給される薬液の圧力を検出する圧力トランスデューサ
と、前記濃度検出手段による検出値の偏差を圧力補正値
へ変換し、この圧力補正値を圧力補正信号にさらに変換
し、予め設定された圧力設定値に前記圧力補正信号を加
算した後前記圧力トランスデューサにより検出された薬
液の圧力値を減算して得た圧力制御偏差に基づいて前記
薬液制御手段を制御する制御部とを備え、前記制御部
は、前記圧力補正値を圧力補正信号に変換するときの制
御則として、前記圧力補正値に比例して前記薬液制御手
段の操作量を決定する比例動作と、前記圧力補正値の積
分に比例して前記薬液制御手段の操作量を決定する積分
動作とを含むことを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a substrate processing section for processing a substrate with a processing liquid generated by mixing a chemical solution in pure water, A supply path connecting a supply source, a chemical liquid introduction valve arranged in the supply path, and a chemical liquid introduction valve for mixing a chemical liquid into pure water passing through the supply path to generate a processing liquid; Concentration detecting means disposed between the substrate processing section and the chemical liquid introduction valve, for detecting the concentration of the processing liquid generated by the chemical liquid introduction valve and passing therethrough, and a pressure tight seal for storing the chemical liquid A chemical liquid tank having a structure, and an inert gas supply means for supplying an inert gas into the chemical liquid tank to pressurize the chemical liquid in the chemical liquid tank, thereby forcing the chemical liquid from the chemical liquid tank to the chemical liquid introduction valve, From the chemical solution tank to the chemical solution introduction valve A chemical control means for controlling the flow rate of the liquid medicine to be fed, a pressure transducer for detecting the pressure of the liquid medicine to be supplied to the chemical liquid introducing portion from the chemical liquid tank, the density deviation of pressure correction value of the detected value by the detecting means And converts this pressure correction value to a pressure correction signal.
Then, the pressure correction signal is added to a preset pressure set value.
Calculated by the pressure transducer after calculation
A control unit that controls the chemical liquid control unit based on a pressure control deviation obtained by subtracting a liquid pressure value , wherein the control unit converts the pressure correction value into a pressure correction signal as a control law. , a proportional operation for determining an operation amount of the chemical solution control means in proportion to the pressure correction value, the integral operation of determining an operation amount of the chemical control means in proportion to the product <br/> fraction of the pressure correction value And characterized in that:
【０００９】請求項２に記載の発明は、純水中に薬液を
混合することにより生成した処理液により基板を処理す
る基板処理部と、前記基板処理部と純水の供給源とを接
続する供給路と、前記供給路中に配設され、前記供給路
を通過する純水中に薬液を混合して処理液を生成するた
めの薬液導入弁と、前記供給路における前記基板処理部
と前記薬液導入弁との間に配設され、前記薬液導入弁で
生成され、かつ、そこを通過する処理液の濃度を検出す
る濃度検出手段と、前記薬液を貯留する耐圧密閉構造の
薬液タンクと、前記薬液タンク内に不活性ガスを供給し
て前記薬液タンク内の薬液を加圧することにより、薬液
を前記薬液タンクから前記薬液導入弁に圧送する不活性
ガス供給手段と、前記薬液タンクから前記薬液導入弁に
圧送される薬液の流量を制御する薬液制御手段と、前記
薬液タンクから前記薬液導入部へ供給される薬液の圧力
を検出する圧力トランスデューサと、前記濃度検出手段
による検出値の偏差を圧力補正値へ変換し、この圧力補
正値を圧力補正信号にさらに変換し、予め設定された圧
力設定値に前記圧力補正信号を加算した後前記圧力トラ
ンスデューサにより検出された薬液の圧力値を減算して
得た圧力制御偏差に基づいて前記薬液制御手段を制御す
る制御部とを備え、前記制御部は、前記圧力補正値を圧
力補正信号に変換するときの制御則として、前記圧力補
正値に比例して前記薬液制御手段の操作量を決定する比
例動作と、前記圧力補正値の積分に比例して前記薬液制
御手段の操作量を決定する積分動作と、前記圧力補正値
の二重積分に比例して前記薬液制御手段の操作量を決定
する二重積分動作とを含むことを特徴とする。請求項３
に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理装置におい
て、前記制御部は、前記圧力制御偏差に対して制御則と
しての比例動作および積分動作を行うことにより前記薬
液制御手段の操作量を決定し、この操作量により前記薬
液制御手段を制御する。請求項４に記載の発明は、請求
項２に記載の基板処理装置において、前記制御部は、前
記圧力制御偏差に対して制御則としての比例動作および
積分動作を行うことにより前記薬液制御手段の操作量を
決定し、この操作量により前記薬液制御手段を制御す
る。According to a second aspect of the present invention, a substrate processing section for processing a substrate with a processing liquid generated by mixing a chemical solution in pure water, and the substrate processing section and a supply source of pure water are connected. A supply path, a chemical liquid introduction valve disposed in the supply path, for mixing a chemical liquid into pure water passing through the supply path to generate a processing liquid, the substrate processing unit in the supply path, A concentration detecting means disposed between the chemical liquid introduction valve, generated by the chemical liquid introduction valve, and detecting the concentration of the processing liquid passing therethrough, and a chemical liquid tank having a pressure-resistant sealed structure for storing the chemical liquid, An inert gas supply means for supplying an inert gas into the chemical liquid tank to pressurize the chemical liquid in the chemical liquid tank, thereby forcing the chemical liquid from the chemical liquid tank to the chemical liquid introduction valve; and Of the chemical solution pumped to the inlet valve A chemical control means for controlling the amount, the pressure transducer detecting the pressure of the liquid medicine to be supplied to the chemical liquid introducing portion from the chemical liquid tank, a deviation of the detected value by said concentration-detecting means <br/> to the pressure correction value Convert this pressure supplement
The positive value is further converted to a pressure correction signal, and after adding the pressure correction signal to a preset pressure set value , the pressure
Subtract the pressure value of the chemical solution detected by the transducer
A control unit for controlling the chemical liquid control means based on the obtained pressure control deviation , wherein the control unit sets the pressure correction value to
As a control law when converting to a force correction signal, a proportional operation for determining the operation amount of the chemical liquid control means in proportion to the pressure correction value, and an operation of the chemical liquid control means in proportion to the integration of the pressure correction value Integral operation for determining the amount, and the pressure correction value
And a double integration operation for determining the operation amount of the chemical liquid control means in proportion to the double integration of Claim 3
The invention according to, in the substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the control unit, the operation amount of the chemical control means by performing a proportional operation and an integral operation of the control law with respect to the pressure control deviation It is determined, and the chemical liquid control means is controlled by this operation amount. According to a fourth aspect of the invention, in the substrate processing apparatus according to claim 2, wherein, prior to
An operation amount of the chemical control means is determined by performing a proportional operation and <br/> integration operation as a control law with respect to serial pressure control deviation and controls the chemical control means by the manipulated variable.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１は、この発明に係る基板処
理装置の概要図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of a substrate processing apparatus according to the present invention.
【００１１】この基板処理装置は、基板Ｗを処理するた
めの基板処理部としての処理槽１と、薬液を貯留する薬
液タンク２と、複数の薬液導入弁９ａ、９ｂ、９ｃ、９
ｄおよび純水供給弁１０を有する薬液混合部３と、薬液
混合部３に純水を供給するための純水供給部４と、処理
槽１と薬液混合部３とを接続する供給路１６ａ中に配設
された濃度センサ５と、濃度フィードバックコントロー
ラ６および圧力フィードバックコントローラ７とから成
る制御部８とを備える。This substrate processing apparatus comprises a processing tank 1 as a substrate processing section for processing a substrate W, a chemical tank 2 for storing a chemical, and a plurality of chemical introduction valves 9a, 9b, 9c, 9
d and a chemical mixing unit 3 having a pure water supply valve 10, a pure water supply unit 4 for supplying pure water to the chemical mixing unit 3, and a supply path 16a connecting the treatment tank 1 and the chemical mixing unit 3. And a control unit 8 including a concentration feedback controller 6 and a pressure feedback controller 7.
【００１２】処理槽１は、例えばその材質が石英により
構成され、そこに貯留した処理液中に基板Ｗを浸漬して
処理するものである。この処理槽１の底部には処理槽１
内に処理液を噴出するための多数の噴出孔を穿設した一
対の噴出ノズル１５が配設されており、この一対の噴出
ノズル１５は供給路１６ｂと接続されている。また、処
理槽１の周囲には処理槽１の上端からオーバフローする
処理液を回収するための回収部１７が配設されており、
この回収部１７はドレイン１８と接続されている。The processing tank 1 is made of, for example, quartz, and is used for processing by immersing the substrate W in a processing liquid stored therein. At the bottom of the processing tank 1 is a processing tank 1
A pair of ejection nozzles 15 having a large number of ejection holes for ejecting the processing liquid therein are provided therein, and the pair of ejection nozzles 15 are connected to a supply path 16b. A collection unit 17 for collecting the processing liquid overflowing from the upper end of the processing tank 1 is provided around the processing tank 1.
The collecting section 17 is connected to the drain 18.
【００１３】薬液タンク２は耐圧密閉構造を有し、窒素
ガス供給源２１と耐食レギュレータ２２を介して接続さ
れている。また、この耐食レギュレータ２２のパイロッ
トポートはレギュレータ２３を介して圧縮空気供給源２
４と接続されている。The chemical liquid tank 2 has a pressure-resistant sealed structure, and is connected to a nitrogen gas supply source 21 via a corrosion-resistant regulator 22. The pilot port of the corrosion-resistant regulator 22 is connected to the compressed air supply source 2 through the regulator 23.
4 is connected.
【００１４】上記耐食レギュレータ２２は、そのパイロ
ットポートに供給される空気の圧力に対応させてそこを
通過する窒素ガスの圧力を制御するものである。また、
上記レギュレータ２３は、そこを通過する圧縮空気の圧
力を一定圧力に制御するものである。これらの耐食レギ
ュレータ２２およびレギュレータ２３の作用により、薬
液タンク２に供給される窒素ガスの圧力を一定圧力に制
御することが可能となる。The corrosion-resistant regulator 22 controls the pressure of the nitrogen gas passing therethrough in accordance with the pressure of the air supplied to the pilot port. Also,
The regulator 23 controls the pressure of the compressed air passing therethrough to a constant pressure. By the action of the corrosion-resistant regulator 22 and the regulator 23, the pressure of the nitrogen gas supplied to the chemical liquid tank 2 can be controlled to a constant pressure.
【００１５】薬液タンク２と薬液混合部３との間には耐
食レギュレータ２７が配設されている。また、この耐食
レギュレータ２７のパイロットポートは電空レギュレー
タ２８を介して圧縮空気供給源２９と接続されている。A corrosion-resistant regulator 27 is provided between the chemical tank 2 and the chemical mixing section 3. The pilot port of the corrosion-resistant regulator 27 is connected to a compressed air supply source 29 via an electropneumatic regulator 28.
【００１６】上記耐食レギュレータ２７は、そのパイロ
ットポートに供給される空気の圧力に対応させてそこを
通過する薬液の圧力を制御するものである。また、上記
電空レギュレータ２８は、圧力フィードバックコントロ
ーラ７から印加される電圧に対応させてそこを通過する
圧縮空気の圧力を制御するものである。これらの耐食レ
ギュレータ２７および電空レギュレータ２８の作用によ
り、薬液タンク２から薬液混合部３に供給される薬液の
流量を制御することが可能となる。The anti-corrosion regulator 27 controls the pressure of the chemical passing therethrough in accordance with the pressure of the air supplied to the pilot port. The electropneumatic regulator 28 controls the pressure of the compressed air passing therethrough in accordance with the voltage applied from the pressure feedback controller 7. The action of the corrosion-resistant regulator 27 and the electropneumatic regulator 28 makes it possible to control the flow rate of the chemical supplied from the chemical tank 2 to the chemical mixing section 3.
【００１７】なお、上記のようにレギュレータを２段階
に配置した構成をとるかわりに、窒素ガス供給源２１と
薬液タンク２との間や薬液タンク２と薬液混合部３との
間に単一のレギュレータを配設して窒素ガスまたは薬液
の圧力を当該レギュレータにより制御することも可能で
ある。但し、フッ酸等のその蒸気が腐食性を有する薬液
を使用する場合においては、上記のような構成をとるこ
とが好ましい。Instead of the configuration in which the regulator is arranged in two stages as described above, a single unit is provided between the nitrogen gas supply source 21 and the chemical solution tank 2 or between the chemical solution tank 2 and the chemical solution mixing unit 3. It is also possible to arrange a regulator and control the pressure of the nitrogen gas or the chemical solution by the regulator. However, when a chemical such as hydrofluoric acid whose vapor is corrosive is used, it is preferable to adopt the above configuration.
【００１８】純水供給部４は、薬液混合部３の純水供給
弁１０と純水供給源１９とを接続する供給路１６ａと、
供給路１６ａ中に配設された純水レギュレータ２０とを
備える。純水供給源１９より供給された純水は、純水レ
ギュレータ２０により一定の流量に調整され、供給路１
６ａを介して薬液混合部３の純水供給弁１０に供給され
る。The pure water supply section 4 includes a supply path 16a connecting the pure water supply valve 10 of the chemical liquid mixing section 3 and a pure water supply source 19,
A pure water regulator 20 disposed in the supply path 16a. The pure water supplied from the pure water supply source 19 is adjusted to a constant flow rate by the pure water regulator 20 and supplied to the supply path 1.
It is supplied to the pure water supply valve 10 of the chemical liquid mixing section 3 via 6a.
【００１９】濃度センサ５は、供給路１６ｂを通過する
処理液の濃度を検出するためのものである。すなわち、
供給路１６ｂを通過する処理液は純水中に薬液を混合す
ることにより生成されたものであるが、濃度センサ５
は、そこを通過する処理液における純水に対する薬液の
割合（重量パーセント）を検出するものである。この濃
度センサ５としては、例えば、処理液の導電率から処理
液の濃度を検出するものや処理液の光の透過率から処理
液の濃度を検出するものを使用することができる。The concentration sensor 5 is for detecting the concentration of the processing liquid passing through the supply path 16b. That is,
The processing liquid passing through the supply path 16b is generated by mixing a chemical solution into pure water.
Is to detect a ratio (weight percent) of a chemical solution to pure water in a processing solution passing therethrough. As the concentration sensor 5, for example, a sensor that detects the concentration of the processing liquid from the conductivity of the processing liquid or a sensor that detects the concentration of the processing liquid from the light transmittance of the processing liquid can be used.
【００２０】薬液混合部３は、図２に示すように、本体
４４の内部に直線状の流体通路４５を有する。そして、
この流体通路４５は、純水供給源１９から薬液混合部３
に至る供給路１６ａと、薬液混合部３から処理槽１に至
る供給路１６ｂとに接続されている。供給路１６ａから
供給される純水は、純水供給ポート４７を通って流体通
路４５内に進入する。また、純水供給ポート４７の下流
側には、排液管４９に接続する排液ポート４８が配設さ
れている。これらの純水供給ポート４７および排液ポー
ト４８は、各々純水供給弁１０および排液弁５０により
開閉制御される。なお、図１においては、排液管４９お
よび排液弁５０は、図示を省略している。The chemical mixing section 3 has a linear fluid passage 45 inside a main body 44 as shown in FIG. And
The fluid passage 45 is provided between the pure water supply source 19 and the chemical mixing unit 3.
And a supply path 16b from the chemical mixing section 3 to the processing tank 1. The pure water supplied from the supply path 16a enters the fluid passage 45 through the pure water supply port 47. A drain port 48 connected to a drain pipe 49 is provided downstream of the pure water supply port 47. The pure water supply port 47 and the drainage port 48 are controlled to open and close by a pure water supply valve 10 and a drainage valve 50, respectively. In FIG. 1, the drain pipe 49 and the drain valve 50 are not shown.
【００２１】流体通路４５の内壁には、４個の薬液導入
弁９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄの二次側流路が開口してい
る。また、本体４４の側面には薬液導入口４６ａ、４６
ｂ、４６ｃ、４６ｄ（図３においては４６ｄのみ図示し
ている）が形成されている。これらの薬液導入口４６
ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄのうち、薬液導入口４６ａ
は、前述した薬液タンク２と接続されており、薬液タン
ク２内の薬液は薬液導入口４６ａを介して流体通路４５
中の純水に混合される。また、他の薬液導入口４６ｂ、
４６ｃ、４６ｄは、各々、図示を省略した他の薬液タン
ク等より成る薬液供給部と接続されており、薬液タンク
２内の薬液とは異なる薬液の供給を受け、その薬液を流
体通路４５中の純水に混合する。On the inner wall of the fluid passage 45, secondary side flow paths of four chemical liquid introduction valves 9a, 9b, 9c and 9d are opened. Also, chemical solution inlets 46a, 46
b, 46c and 46d (only 46d is shown in FIG. 3). These chemical solution inlets 46
a, 46b, 46c, and 46d, among which the chemical solution inlet 46a
Is connected to the aforementioned chemical tank 2, and the chemical in the chemical tank 2 is supplied to the fluid passage 45 through the chemical inlet 46 a.
It is mixed with pure water. Further, another chemical solution inlet 46b,
Each of 46c and 46d is connected to a chemical solution supply unit composed of another chemical solution tank or the like (not shown), receives a chemical solution different from the chemical solution in the chemical solution tank 2, and transfers the chemical solution in the fluid passage 45. Mix in pure water.
【００２２】なお、この実施の形態においては、薬液導
入口４６ａと接続する薬液タンク２にはフッ化水素が貯
留されている。また、各薬液導入口４６ｂ、４６ｃ、４
６ｄと接続する薬液タンクには、各々、アンモニア、塩
酸、過酸化水素が貯留されている。そして、基板Ｗに対
しフッ酸によるエッチングを行う場合においては、純水
供給弁１０とを開放して薬液混合部３の流体通路４５内
に純水を供給すると共に、薬液導入弁９ａを開放して窒
素ガスにより加圧され圧送された薬液タンク２内のフッ
化水素を流体通路４５内に導入する。同様に、基板Ｗに
対し通常ＳＣ１と呼称される洗浄処理を行う場合におい
ては、純水供給弁１０とを開放して流体通路４５内に純
水を供給すると共に、薬液導入弁９ｂおよび９ｄを開放
してアンモニアと過酸化水素を流体通路４５内に導入す
る。さらに、基板Ｗに対し通常ＳＣ２と呼称される洗浄
処理を行う場合においては、純水供給弁１０とを開放し
て流体通路４５内に温純水を供給すると共に、薬液導入
弁９ｃおよび９ｄを開放して塩酸と過酸化水素を流体通
路４５内に導入する。In this embodiment, hydrogen fluoride is stored in the chemical tank 2 connected to the chemical inlet 46a. In addition, each chemical solution inlet 46b, 46c, 4
A chemical solution tank connected to 6d stores ammonia, hydrochloric acid, and hydrogen peroxide, respectively. When the substrate W is to be etched with hydrofluoric acid, the pure water supply valve 10 is opened to supply pure water into the fluid passage 45 of the chemical mixture section 3, and the chemical introduction valve 9a is opened. Then, the hydrogen fluoride in the chemical liquid tank 2 pressurized and fed by the nitrogen gas is introduced into the fluid passage 45. Similarly, when performing a cleaning process generally called SC1 on the substrate W, the pure water supply valve 10 is opened to supply pure water into the fluid passage 45, and the chemical solution introduction valves 9b and 9d are connected to the substrate W. Open to introduce ammonia and hydrogen peroxide into the fluid passage 45. Further, when performing a cleaning process usually called SC2 on the substrate W, the pure water supply valve 10 is opened to supply warm pure water into the fluid passage 45, and the chemical solution introduction valves 9c and 9d are opened. Then, hydrochloric acid and hydrogen peroxide are introduced into the fluid passage 45.
【００２３】制御部８は、濃度フィードバックコントロ
ーラ６と圧力フィードバックコントローラ７とから構成
される。The control section 8 comprises a concentration feedback controller 6 and a pressure feedback controller 7.
【００２４】濃度フィードバックコントローラ６は、濃
度センサ５の検出信号を受け、圧力フィードバックコン
トローラ７を制御する制御信号としての圧力補正信号を
出力するためのものである。また、圧力フィードバック
コントローラ７は、薬液タンク２から薬液混合部３に供
給される薬液の圧力を検出する圧力トランスデューサ２
５からの検出信号と濃度フィードバックコントローラ６
からの圧力補正信号とを受け、純水中に混合される薬液
の量を制御するためのものである。すなわち、圧力フィ
ードバックコントローラ７は、電空レギュレータ２８に
印加する電圧を制御することにより、電空レギュレータ
２８および耐食レギュレータ２７を介して薬液タンク２
から薬液混合部３に供給される薬液の流量を制御し、こ
れにより薬液混合部３において純水中に混合される薬液
の量を制御する。The concentration feedback controller 6 receives a detection signal from the concentration sensor 5 and outputs a pressure correction signal as a control signal for controlling the pressure feedback controller 7. The pressure feedback controller 7 detects the pressure of the chemical supplied from the chemical tank 2 to the chemical mixing unit 3.
Detection signal from 5 and concentration feedback controller 6
This is for controlling the amount of the chemical solution mixed with the pure water in response to the pressure correction signal from the controller. That is, the pressure feedback controller 7 controls the voltage applied to the electropneumatic regulator 28 to thereby control the chemical liquid tank 2 via the electropneumatic regulator 28 and the corrosion-resistant regulator 27.
The control unit controls the flow rate of the chemical supplied to the chemical mixing unit 3 from the control unit, thereby controlling the amount of the chemical mixed into the pure water in the chemical mixing unit 3.
【００２５】これらの濃度フィードバックコントローラ
６および圧力フィードバックコントローラ７は、目標値
から観測量（検出値）を減算した偏差に基づいて制御対
象の操作量を決定するための制御方式として、ＰＩＤ制
御を採用する。このＰＩＤ制御とは、比例動作（Ｐ動
作）、積分動作（Ｉ動作）、微分動作（Ｄ動作）を含む
制御則であり、３項制御とも呼称される。このＰＩＤ制
御は、制御対象の制御量（すなわち制御後の観測量）を
速やかに目標値に近づけることができるという特徴を有
する。The concentration feedback controller 6 and the pressure feedback controller 7 employ PID control as a control method for determining an operation amount of a control object based on a deviation obtained by subtracting an observation amount (detection value) from a target value. I do. The PID control is a control law including a proportional operation (P operation), an integral operation (I operation), and a differential operation (D operation), and is also called three-term control. This PID control has a feature that the control amount of the control target (that is, the observed amount after control) can be quickly brought close to the target value.
【００２６】すなわち、偏差が小さければ操作量も小さ
く偏差が大きくなればそれに応じて操作量も大きくする
のが妥当であることから、制御則には偏差に比例する項
を含める。これを比例動作（Ｐ動作）という。また、自
己平衡性をもつ制御対象に比例制御のみを行うと、目標
値や外乱のステップ状変化に対して最終的に、定常偏差
（オフセット）と呼称される一定の偏差が残ってしま
う。この定常偏差は、偏差の積分に比例する項を制御則
に含めることで除去することができる。これを積分動作
（Ｉ動作）という。さらに、本実施の形態では偏差の微
分に比例する項も制御則に含める。これを微分動作（Ｄ
動作）という（株式会社朝倉書店発行／ＰＩＤ制御第３
頁参照）。これは一種の予見動作であり、この動作を含
めることによって、偏差の増減の動向を操作量の決定に
反映して制御特性の改善を図ることができる。That is, if the deviation is small, the operation amount is small, and if the deviation is large, it is appropriate to increase the operation amount accordingly. Therefore, the control law includes a term proportional to the deviation. This is called a proportional operation (P operation). Further, if only proportional control is performed on a control target having self-balancing properties, a constant deviation called a steady-state deviation (offset) will eventually remain with respect to a target value or a stepwise change in disturbance. This steady-state deviation can be removed by including a term proportional to the integral of the deviation in the control law. This is called an integration operation (I operation). Further, in the present embodiment, a term proportional to the derivative of the deviation is also included in the control law. This is differentiated (D
Operation) (Asakura Publishing Co., Ltd./PID control 3rd)
Page). This is a kind of foreseeing operation, and by including this operation, it is possible to improve the control characteristics by reflecting the trend of increase and decrease of the deviation in the determination of the operation amount.
【００２７】従って、このＰＩＤ制御を利用し、濃度セ
ンサ５による検出値の偏差に比例して電空レギュレータ
２８に印加する電圧を決定する比例動作と、濃度センサ
５による検出値の偏差の積分に比例して電空レギュレー
タ２８に印加する電圧を決定する積分動作と、さらに濃
度センサ５による検出値の偏差の微分に比例して電空レ
ギュレータ２８に印加する電圧を決定する微分動作とを
含む制御則により処理液の濃度を制御することで、薬液
導入弁９ａの流量特性が変化した場合等においても、処
理液の濃度を速やかに目標濃度に一致させることが可能
となる。Therefore, utilizing this PID control, the proportional operation of determining the voltage to be applied to the electropneumatic regulator 28 in proportion to the deviation of the detection value of the concentration sensor 5 and the integration of the deviation of the detection value of the concentration sensor 5 A control including an integral operation for determining a voltage to be applied to the electropneumatic regulator 28 in proportion, and a differential operation for determining a voltage to be applied to the electropneumatic regulator 28 in proportion to the derivative of the deviation of the detection value of the concentration sensor 5 By controlling the concentration of the processing liquid according to the law, it is possible to quickly make the concentration of the processing liquid coincide with the target concentration even when the flow characteristic of the chemical liquid introduction valve 9a changes.
【００２８】以下、濃度フィードバックコントローラ６
および圧力フィードバックコントローラ７からなる制御
部８により、処理液の濃度を制御する動作について説明
する。図３は、上述した濃度フィードバックコントロー
ラ６および圧力フィードバックコントローラ７の機能を
模式的に示すブロック図である。Hereinafter, the concentration feedback controller 6
The operation of controlling the concentration of the processing liquid by the control unit 8 including the pressure feedback controller 7 will be described. FIG. 3 is a block diagram schematically showing the functions of the concentration feedback controller 6 and the pressure feedback controller 7 described above.
【００２９】この図に示すように、濃度フィードバック
コントローラ６は、濃度／流量変換部３１と、流量／圧
力変換部３２と、ＰＩＤコントローラ３３とを備える。As shown in FIG. 2, the concentration feedback controller 6 includes a concentration / flow rate converter 31, a flow rate / pressure converter 32, and a PID controller 33.
【００３０】予め設定された濃度設定値Ｃ１から濃度セ
ンサ５による実際の処理液の濃度のフィードバック値Ｃ
２を減算することにより得られた濃度制御偏差Ｃｈｆｅ
は、濃度／流量変換部３１に入力され、濃度／流量変換
部３１において流量制御偏差Ｑｈｆｅに変換される。こ
の変換時には、薬液混合部３に供給される純水の流量が
参照される。そして、この流量制御偏差Ｑｈｆｅは、流
量／圧力変換部３２に入力され、流量／圧力変換部３２
において圧力補正値Ｐｃに変換される。この圧力補正値
Ｐｃは、ＰＩＤコントローラ３３に入力される。From the concentration setting value C1 set in advance, the feedback value C of the actual processing solution concentration by the concentration sensor 5
The density control deviation Chfe obtained by subtracting 2
Is input to the concentration / flow rate converter 31 and is converted into the flow rate control deviation Qhfe in the concentration / flow rate converter 31. At the time of this conversion, the flow rate of pure water supplied to the chemical liquid mixing section 3 is referred to. Then, the flow rate control deviation Qhfe is input to the flow rate / pressure conversion section 32, and the flow rate / pressure conversion section 32
Is converted to a pressure correction value Pc. This pressure correction value Pc is input to the PID controller 33.
【００３１】ＰＩＤコントローラ３３においては、比例
動作（Ｐ動作）、積分動作（Ｉ動作）、微分動作（Ｄ動
作）を行うことにより、この圧力補正値Ｐｃに基づいて
圧力補正信号を作成する。The PID controller 33 performs a proportional operation (P operation), an integration operation (I operation), and a differentiation operation (D operation) to generate a pressure correction signal based on the pressure correction value Pc.
【００３２】すなわち、比例動作（Ｐ動作）において
は、圧力補正値Ｐｃに比例ゲインＫｐｃを乗算し、この
乗算結果を作業用変数ｗｋ０として記憶する。また、積
分動作（Ｉ動作）においては、圧力補正値Ｐｃにサンプ
リング時間Ｔｓを乗算したものを圧力補正値の積分値Ｐ
ｃｉｔに加算して新たな圧力補正値の積分値Ｐｃｉｔと
し、この圧力補正値の積分値Ｐｃｉｔに積分ゲインＫｉ
ｃを乗算したものを先の作業用変数ｗｋ０に加算して新
たな作業用変数ｗｋ０とする。さらに、微分動作（Ｄ動
作）においては、圧力補正値Ｐｃと１サンプリング前の
圧力補正値Ｐｃｏとの差をサンプリング時間Ｔｓで除算
したものに微分ゲインＫｄｃを乗算し、これを先の作業
用変数ｗｋ０に加算して新たな作業用変数ｗｋ０とす
る。また、圧力補正値Ｐｃを圧力補正値Ｐｃｏに変更す
る。ここで作成された作業用変数ｗｋ０は、圧力補正信
号として使用される。That is, in the proportional operation (P operation), the pressure correction value Pc is multiplied by the proportional gain Kpc, and the multiplication result is stored as a work variable wk0. In the integration operation (I operation), the pressure correction value Pc multiplied by the sampling time Ts is used as the integral value P of the pressure correction value.
cit to obtain a new integral value Pcit of the pressure correction value, and add the integral gain Ki to the integral value Pcit of the pressure correction value.
The value obtained by multiplying c is added to the previous work variable wk0 to obtain a new work variable wk0. Further, in the differential operation (D operation), a value obtained by dividing the difference between the pressure correction value Pc and the pressure correction value Pco one sample before by the sampling time Ts is multiplied by a differential gain Kdc, and this is multiplied by the previous working variable. wk0 is added to a new work variable wk0. Further, the pressure correction value Pc is changed to the pressure correction value Pco. The work variable wk0 created here is used as a pressure correction signal.
【００３３】圧力フィードバックコントローラ７は、濃
度フィードバックコントローラ６により作成された圧力
補正信号としての作業用変数ｗｋ０を利用して電空レギ
ュレータ２８を制御する制御電圧を作成するためのもの
であり、ＰＩＤコントローラ３４とフィードフォワード
制御部３５とを備える。The pressure feedback controller 7 is for creating a control voltage for controlling the electropneumatic regulator 28 using the working variable wk0 as a pressure correction signal created by the concentration feedback controller 6, and is a PID controller. 34 and a feedforward control unit 35.
【００３４】予め設定された圧力設定値Ｐ１に、圧力補
正信号としての作業用変数ｗｋ０を加算して補正済圧力
設定値Ｐ４を得る。さらにＰ４から圧力トランスデュー
サ２５で検出した薬液タンク２から薬液混合部３に供給
される薬液の圧力値Ｐ２を減算することにより圧力制御
偏差Ｐｅを得る。そして、この圧力制御偏差ＰｅはＰＩ
Ｄコントローラ３４に入力される。A working pressure variable wk0 as a pressure correction signal is added to a preset pressure setting value P1 to obtain a corrected pressure setting value P4. Further, the pressure control deviation Pe is obtained by subtracting the pressure value P2 of the chemical supplied from the chemical tank 2 to the chemical mixing section 3 from the chemical tank 2 detected by the pressure transducer 25 from P4. And this pressure control deviation Pe is PI
It is input to the D controller 34.
【００３５】ＰＩＤコントローラ３４においては、比例
動作（Ｐ動作）、積分動作（Ｉ動作）、微分動作（Ｄ動
作）を行うことにより、圧力制御偏差Ｐｅに基づいて電
空レギュレータ２８を制御する制御電圧の作成に利用さ
れる作業用変数ｗｋ１を作成する。The PID controller 34 performs a proportional operation (P operation), an integration operation (I operation), and a differential operation (D operation) to control the electropneumatic regulator 28 based on the pressure control deviation Pe. Create a work variable wk1 used for creating
【００３６】すなわち、比例動作（Ｐ動作）において
は、圧力制御偏差Ｐｅに比例ゲインＫｐを乗算し、この
乗算結果を作業用変数ｗｋ１として記憶する。また、積
分動作（Ｉ動作）においては、圧力制御偏差Ｐｅにサン
プリング時間Ｔｓを乗算したものを圧力制御偏差の積分
値Ｐｉｔに加算して新たな圧力制御偏差の積分値Ｐｉｔ
とし、この圧力制御偏差の積分値Ｐｉｔに積分ゲインＫ
ｉを乗算したものを先の作業用変数ｗｋ１に加算して新
たな作業用変数ｗｋ１とする。さらに、微分動作（Ｄ動
作）においては、圧力制御偏差Ｐｅと１サンプリング前
の圧力制御偏差Ｐｅｏとの差をサンプリング時間Ｔｓで
除算したものに微分ゲインＫｄを乗算し、これを先の作
業用変数ｗｋ１に加算して新たな作業用変数ｗｋ１とす
る。また、圧力制御偏差Ｐｃを圧力制御偏差Ｐｃｏに変
更する。That is, in the proportional operation (P operation), the pressure control deviation Pe is multiplied by the proportional gain Kp, and the multiplication result is stored as a working variable wk1. In addition, in the integration operation (I operation), a value obtained by multiplying the pressure control deviation Pe by the sampling time Ts is added to the integral value Pit of the pressure control deviation to obtain a new integral value Pit of the pressure control deviation.
And an integral gain K is added to the integral value Pit of the pressure control deviation.
The value obtained by multiplying i is added to the previous work variable wk1 to obtain a new work variable wk1. Further, in the differential operation (D operation), a value obtained by dividing the difference between the pressure control deviation Pe and the pressure control deviation Peo one sampling before by the sampling time Ts is multiplied by a differential gain Kd, and this is multiplied by the previous working variable. wk1 is added to a new work variable wk1. Further, the pressure control deviation Pc is changed to the pressure control deviation Pco.
【００３７】一方、フィードフォワード制御部３５にお
いては、補正済圧力設定値Ｐ４を電空レギュレータ２８
を制御する制御電圧の作成に利用される出力値Ｐ３に変
換する。そして、ＰＩＤコントローラ３４において作成
された作業用変数ｗｋ１と出力値Ｐ３とを加算すること
により、電空レギュレータ２８を制御する制御電圧が作
成される。On the other hand, in the feedforward control section 35, the corrected pressure set value P4 is
Is converted to an output value P3 used to create a control voltage for controlling Then, by adding the work variable wk1 created by the PID controller 34 and the output value P3, a control voltage for controlling the electropneumatic regulator 28 is created.
【００３８】なお、図３におけるＳＷ１はＰＩＤコント
ローラ３３を動作させるか否かを選択するスイッチであ
り、ＳＷ２はＰＩＤコントローラ３４を動作させるか否
かを選択するスイッチである。スイッチＳＷ１は、処理
液が濃度センサ５を通過していないにもかかわらず濃度
センサ５による濃度のフィードバック値Ｃ２に基づいて
ＰＩＤコントローラ３３が制御動作を行うことを防止す
るため、基板Ｗの処理を開始して処理液が濃度センサ５
を通過しているときのみ閉じられる。また、スイッチＳ
Ｗ２は、薬液供給開始時に、薬液タンク２から薬液混合
部３に供給される薬液の圧力を設定圧力値Ｐ１付近まで
上昇させた後に閉じられる。このことにより、薬液供給
開始時に発生し易い圧力のオーバシュートを防止し、設
定圧力値への到達を速めることができる。In FIG. 3, SW1 is a switch for selecting whether to operate the PID controller 33, and SW2 is a switch for selecting whether to operate the PID controller 34. The switch SW1 performs processing of the substrate W in order to prevent the PID controller 33 from performing a control operation based on the density feedback value C2 from the density sensor 5 even though the processing liquid has not passed through the density sensor 5. The processing liquid is started and the concentration sensor 5
Closed only when passing through. Also, switch S
W2 is closed after the pressure of the chemical supplied from the chemical tank 2 to the chemical mixing unit 3 is increased to near the set pressure value P1 at the start of the supply of the chemical. As a result, it is possible to prevent a pressure overshoot that tends to occur at the start of the supply of the chemical solution, and to speed up the reaching of the set pressure value.
【００３９】上述した基板処理装置により基板Ｗを処理
する場合においては、圧力設定値Ｐ１に対応する出力値
Ｐ３を電空レギュレータ２８に印加することにより、耐
食レギュレータ２７を介して薬液タンク２から薬液混合
部３に供給される薬液の流量を制御する。そして、薬液
混合部３の純水供給弁１０を開放すると共に薬液導入弁
９ａを開放することにより純水中に薬液を混合し、これ
により生成された処理液を供給路１６ｂを介して処理槽
１中に供給する。In the case where the substrate W is processed by the above-described substrate processing apparatus, an output value P3 corresponding to the pressure set value P1 is applied to the electropneumatic regulator 28, so that the chemical solution is transferred from the chemical tank 2 through the corrosion-resistant regulator 27. The flow rate of the chemical supplied to the mixing section 3 is controlled. Then, the chemical liquid is mixed into the pure water by opening the pure water supply valve 10 of the chemical liquid mixing unit 3 and the chemical liquid introduction valve 9a, and the processing liquid generated thereby is supplied to the processing tank via the supply path 16b. Feed during one.
【００４０】続いて、濃度フィードバックコントローラ
６と圧力フィードバックコントローラ７とから構成され
た制御部８により、濃度センサ５で検出した処理液の濃
度に基づいて電空レギュレータ２８を制御して処理槽１
に供給される処理液の濃度を目標濃度に一致させる。こ
のとき、濃度センサ５による検出値の偏差に比例して電
空レギュレータ２８に印加する電圧を決定する比例動作
と、濃度センサ５による検出値の偏差の積分に比例して
電空レギュレータ２８に印加する電圧を決定する積分動
作と、濃度センサ５による検出値の偏差の微分に比例し
て電空レギュレータ２８に印加する電圧を決定する微分
動作とを含む制御則により処理液の濃度を制御している
ことから、処理液の濃度を速やかに目標濃度に一致させ
ることが可能となる。Subsequently, the control section 8 comprising the concentration feedback controller 6 and the pressure feedback controller 7 controls the electropneumatic regulator 28 based on the concentration of the processing liquid detected by the concentration sensor 5 to control the processing tank 1.
The concentration of the processing liquid supplied to is adjusted to the target concentration. At this time, a proportional operation for determining the voltage to be applied to the electropneumatic regulator 28 in proportion to the deviation of the detection value by the concentration sensor 5 and an application to the electropneumatic regulator 28 in proportion to the integration of the deviation of the detection value by the concentration sensor 5 The concentration of the processing liquid is controlled by a control rule including an integral operation for determining a voltage to be applied and a differential operation for determining a voltage to be applied to the electropneumatic regulator 28 in proportion to the differentiation of the deviation of the value detected by the concentration sensor 5. Therefore, the concentration of the processing solution can be quickly made to coincide with the target concentration.
【００４１】そして、図示しない基板搬送装置により、
複数の基板Ｗを処理槽１に貯留された処理液中に浸漬し
て基板Ｗの処理を行う。Then, by a substrate transfer device (not shown),
The plurality of substrates W are immersed in the processing liquid stored in the processing tank 1 to process the substrates W.
【００４２】次に、この発明の第２の実施形態について
説明する。図４は、第２実施形態に係る濃度フィードバ
ックコントローラ２６および圧力フィードバックコント
ローラ７の機能を模式的に示すブロック図である。な
お、図３に示す実施形態と同一の部材については、同一
の符号を付して詳細な説明を省略する。Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a block diagram schematically illustrating functions of the concentration feedback controller 26 and the pressure feedback controller 7 according to the second embodiment. In addition, about the same member as the embodiment shown in FIG. 3, the same code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.
【００４３】この第２実施形態に係る基板処理装置は、
図１および図３に示すＰＩＤコントローラ３３を有する
濃度フィードバックコントローラ６にかえてＰＩＩ2 Ｄ
コントローラ５３を有する濃度フィードバックコントロ
ーラ２６を採用した点のみが図１〜３に示す第１実施形
態と異なる。The substrate processing apparatus according to the second embodiment comprises:
PII 2 D instead of the concentration feedback controller 6 having the PID controller 33 shown in FIGS.
Only the point that the concentration feedback controller 26 having the controller 53 is adopted is different from the first embodiment shown in FIGS.
【００４４】すなわち、第１実施形態に係るＰＩＤコン
トローラ３３においては、比例動作（Ｐ動作）、積分動
作（Ｉ動作）、微分動作（Ｄ動作）を含むＰＩＤ制御を
利用しているが、このＰＩＩ2 Ｄコントローラ５３にお
いては、さらに二重積分動作（Ｉ2 動作）を追加してい
る。より具体的には、濃度センサ５による検出値の偏差
に比例して電空レギュレータ２８に印加する電圧を決定
する比例動作と、濃度センサ５による検出値の偏差の積
分に比例して電空レギュレータ２８に印加する電圧を決
定する積分動作と、濃度センサ５による検出値の偏差の
二重積分に比例して電空レギュレータ２８に印加する電
圧を決定する二重積分動作と、濃度センサ５による検出
値の偏差の微分に比例して電空レギュレータ２８に印加
する電圧を決定する微分動作とを含む制御則により処理
液の濃度を制御するものである。That is, the PID controller 33 according to the first embodiment uses PID control including a proportional operation (P operation), an integral operation (I operation), and a differential operation (D operation). in 2 D controller 53, and further adding a double integration operation (I 2 operation). More specifically, a proportional operation for determining the voltage to be applied to the electropneumatic regulator 28 in proportion to the deviation of the value detected by the concentration sensor 5, and an electropneumatic regulator in proportion to the integration of the deviation of the value detected by the concentration sensor 5. An integration operation for determining the voltage to be applied to the electropneumatic regulator 28; a double integration operation for determining the voltage to be applied to the electropneumatic regulator 28 in proportion to the double integration of the deviation of the detection value by the density sensor 5; And a differential operation for determining a voltage to be applied to the electropneumatic regulator 28 in proportion to the derivative of the value deviation.
【００４５】ＰＩＩ2 Ｄコントローラ５３においては、
図３に示すＰＩＤコントローラ３３と同様、圧力補正値
Ｐｃに基づいて圧力補正信号を作成する。In the PII 2 D controller 53,
Like the PID controller 33 shown in FIG. 3, a pressure correction signal is generated based on the pressure correction value Pc.
【００４６】すなわち、比例動作（Ｐ動作）において
は、圧力補正値Ｐｃに比例ゲインＫｐｃを乗算し、この
乗算結果を作業用変数ｗｋ０として記憶する。また、積
分動作（Ｉ動作）においては、圧力補正値Ｐｃにサンプ
リング時間Ｔｓを乗算したものを圧力補正値の積分値Ｐ
ｃｉｔに加算して新たな圧力補正値の積分値Ｐｃｉｔと
し、この圧力補正値の積分値Ｐｃｉｔに積分ゲインＫｉ
ｃを乗算したものを先の作業用変数ｗｋ０に加算して新
たな作業用変数ｗｋ０とする。また、二重積分動作（Ｉ
2 動作）においては、圧力補正値の積分値Ｐｃｉｔにサ
ンプリング時間Ｔｓを乗算したものを圧力補正値の二重
積分値Ｐｃｉｔｔに加算して新たな圧力補正値の二重積
分値Ｐｃｉｔｔとし、この圧力補正値の二重積分値Ｐｃ
ｉｔｔに二重積分ゲインＫｉｉｃを乗算したものを先の
作業用変数ｗｋ０に加算して新たな作業用変数ｗｋ０と
する。さらに、微分動作（Ｄ動作）においては、圧力補
正値Ｐｃと１サンプリング前の圧力補正値Ｐｃｏとの差
をサンプリング時間Ｔｓで除算したものに微分ゲインＫ
ｄｃを乗算し、これを先の作業用変数ｗｋ０に加算して
新たな作業用変数ｗｋ０とする。また、圧力補正値Ｐｃ
を圧力補正値Ｐｃｏに変更する。ここで作成された作業
用変数ｗｋ０は、圧力補正信号として使用される。That is, in the proportional operation (P operation), the pressure correction value Pc is multiplied by the proportional gain Kpc, and the result of the multiplication is stored as a working variable wk0. In the integration operation (I operation), the pressure correction value Pc multiplied by the sampling time Ts is used as the integral value P of the pressure correction value.
cit to obtain a new integral value Pcit of the pressure correction value, and add the integral gain Ki to the integral value Pcit of the pressure correction value.
The value obtained by multiplying c is added to the previous work variable wk0 to obtain a new work variable wk0. In addition, the double integration operation (I
In the second operation), a value obtained by multiplying the integral value Pcit of the pressure correction value by the sampling time Ts is added to the double integral value Pcitt of the pressure correction value to obtain a double integral value Pcitt of a new pressure correction value. Double integral value Pc of correction value
A product obtained by multiplying itt by the double integral gain Kiic is added to the previous work variable wk0 to obtain a new work variable wk0. Further, in the differential operation (D operation), the differential gain K is obtained by dividing the difference between the pressure correction value Pc and the pressure correction value Pco one sample before by the sampling time Ts.
dc is multiplied, and this is added to the previous work variable wk0 to obtain a new work variable wk0. Also, the pressure correction value Pc
Is changed to the pressure correction value Pco. The work variable wk0 created here is used as a pressure correction signal.
【００４７】このＰＩＩ2 Ｄコントローラ５３を有する
濃度フィードバックコントローラ２６を使用した場合に
おいては、処理槽１に処理液の供給を開始した直後の過
渡的状態に発生する偏差を、偏差の二重積分に比例する
項を制御則に含めることで除去することができる。従っ
て、このＰＩＩ2 Ｄコントローラ５３を有する濃度フィ
ードバックコントローラ２６を使用した場合において
は、ＰＩＤコントローラ３３を有する濃度フィードバッ
クコントローラ６を使用した場合の効果に加え、処理槽
１に処理液の供給を開始した直後の過渡的状態をも含め
て、処理液供給時間全域に亘る処理液濃度の平均値を目
標濃度と一致させることができる。When the concentration feedback controller 26 having the PII 2 D controller 53 is used, the deviation occurring in the transient state immediately after the supply of the processing liquid to the processing tank 1 is converted into a double integral of the deviation. It can be eliminated by including a proportional term in the control law. Therefore, when the concentration feedback controller 26 having the PII 2 D controller 53 is used, the supply of the processing liquid to the processing tank 1 is started in addition to the effect obtained when the concentration feedback controller 6 having the PID controller 33 is used. The average value of the processing solution concentration over the entire range of the processing solution supply time including the transient state immediately after can be matched with the target concentration.
【００４８】上述した実施の形態においては、純水供給
部１９から薬液混合部３に供給する純水を供給路１６ａ
中に配設した純水レギュレータ２０によって一定の圧力
に制御する場合について説明したが、この純水の圧力を
フィードバック制御によって一定値に維持するようにし
てもよい。但し、この実施の形態においては、処理槽１
に供給される処理液の濃度を濃度センサ５で確認する構
成をとることから、薬液混合部３に供給される純水の圧
力が多少変化した場合であっても、処理液の濃度を一定
に維持することができる。In the embodiment described above, pure water supplied from the pure water supply unit 19 to the chemical solution mixing unit 3 is supplied to the supply path 16a.
Although the case where the pressure is controlled to be constant by the pure water regulator 20 disposed therein has been described, the pressure of the pure water may be maintained at a constant value by feedback control. However, in this embodiment, the processing tank 1
Since the concentration of the processing liquid supplied to the chemical solution mixing unit 3 is confirmed by the configuration, the concentration of the processing liquid is kept constant even when the pressure of the pure water supplied to the chemical liquid mixing unit 3 slightly changes. Can be maintained.
【００４９】また、上述した実施の形態においては、制
御部８を構成する濃度フィードバックコントローラ６、
２６と圧力フィードバックコントローラ７とを個別に設
け、これらをカスケード接続する場合について説明した
が、これらを一体化した複数入出力構成の制御部を使用
してもよい。また、濃度フィードバックコントローラ
６、２６や圧力フィードバックコントローラ７にかえ
て、同様の機能を実現するファジイ制御やニューラルネ
ットワーク等を利用してもよい。なお、上述した実施の
形態においては、圧力フィードバックコントローラ７も
ＰＩＤ制御を利用しているが、圧力フィードバックコン
トローラ７については他の制御方式を採用してもよい。In the above-described embodiment, the concentration feedback controller 6 constituting the control unit 8
Although a case has been described where the pressure feedback controller 26 and the pressure feedback controller 7 are separately provided and cascade-connected, a control unit having a plurality of input / output configurations in which these are integrated may be used. Also, instead of the concentration feedback controllers 6 and 26 and the pressure feedback controller 7, a fuzzy control or a neural network that realizes the same function may be used. In the above-described embodiment, the pressure feedback controller 7 also uses the PID control. However, the pressure feedback controller 7 may employ another control method.
【００５０】また、上述した実施の形態においては、一
つの薬液タンク２から単一の処理槽１に薬液を供給する
場合について説明したが、一つの薬液タンク２から複数
の処理槽に処理液を供給するようにしてもよい。この場
合においては、薬液タンク２、耐食レギュレータ２２お
よびレギュレータ２３等を複数の処理槽で共有すること
ができることから、基板処理装置を小型化し、また、装
置自体のコストを低減することが可能となる。Further, in the above-described embodiment, the case where the chemical liquid is supplied from one chemical liquid tank 2 to a single processing tank 1 has been described, but the processing liquid is supplied from one chemical liquid tank 2 to a plurality of processing tanks. You may make it supply. In this case, since the chemical tank 2, the corrosion-resistant regulator 22, the regulator 23, and the like can be shared by a plurality of processing tanks, the substrate processing apparatus can be downsized and the cost of the apparatus itself can be reduced. .
【００５１】さらに、上述した実施の形態においては、
基板Ｗとして略円形の半導体ウエハを使用し、この基板
Ｗを処理槽１に貯留された処理液中に浸漬してその処理
を行う基板処理装置にこの発明を適用した場合について
説明したが、処理液を基板Ｗに塗布または噴出して処理
する方式の基板処理装置にこの発明を適用してもよく、
また、液晶表示パネル用ガラス基板あるいは半導体製造
装置用マスク基板等の基板を処理する基板処理装置にこ
の発明を適用してもよい。Further, in the above-described embodiment,
A case has been described where the present invention is applied to a substrate processing apparatus in which a substantially circular semiconductor wafer is used as the substrate W and the substrate W is immersed in a processing liquid stored in the processing bath 1 to perform the processing. The present invention may be applied to a substrate processing apparatus of a type in which a liquid is applied or ejected to a substrate W for processing.
Further, the present invention may be applied to a substrate processing apparatus for processing a substrate such as a glass substrate for a liquid crystal display panel or a mask substrate for a semiconductor manufacturing apparatus.
【００５２】[0052]
【発明の効果】請求項１および請求項３に記載の発明に
よれば、濃度検出手段による検出値の偏差に比例して薬
液制御手段の操作量を決定する比例動作と、濃度検出手
段による検出値の偏差の積分に比例して薬液制御手段の
操作量を決定する積分動作とを含む制御則により薬液導
入弁に供給される薬液の流量を制御することから、薬液
導入弁の流量特性が変化した場合等においても、処理液
の濃度を速やかに目標濃度に一致させることが可能とな
り、基板を精度よく処理することができる。According to the first and third aspects of the present invention, the proportional operation of determining the operation amount of the chemical liquid control means in proportion to the deviation of the detection value by the concentration detection means, and the detection by the concentration detection means Since the flow rate of the chemical supplied to the chemical introduction valve is controlled by a control law including an integral operation for determining the operation amount of the chemical control means in proportion to the integral of the deviation of the value, the flow characteristic of the chemical introduction valve changes. Even in such a case, the concentration of the processing liquid can be quickly made to coincide with the target concentration, and the substrate can be processed with high accuracy.
【００５３】請求項２および請求項４に記載の発明によ
れば、濃度検出手段による検出値の偏差に比例して薬液
制御手段の操作量を決定する比例動作と、濃度検出手段
による検出値の偏差の積分に比例して薬液制御手段の操
作量を決定する積分動作と、濃度検出手段による検出値
の偏差の二重積分に比例して薬液制御手段の操作量を決
定する二重積分動作とを含む制御則により薬液導入弁に
供給される薬液の流量を制御することから、薬液導入弁
の流量特性が変化した場合等においても、処理液の濃度
を速やかに目標濃度に一致させることが可能となり、さ
らには、基板処理部に処理液の供給を開始した直後の過
渡的状態をも含めて、処理液供給時間全域に亘る処理液
濃度の平均値を目標濃度と一致させることができる。こ
のため、基板をより精度よく処理することができる。According to the second and fourth aspects of the present invention, the proportional operation of determining the operation amount of the chemical liquid control means in proportion to the deviation of the detected value by the concentration detecting means, An integration operation for determining the operation amount of the chemical control means in proportion to the integral of the deviation, and a double integration operation for determining the operation amount of the chemical control means in proportion to the double integration of the deviation of the detection value by the concentration detection means. The flow rate of the chemical supplied to the chemical introduction valve is controlled by a control law that includes the above, so that even when the flow characteristics of the chemical introduction valve changes, the concentration of the processing liquid can be quickly matched with the target concentration. Further, the average value of the processing liquid concentration over the entire processing liquid supply time period, including the transient state immediately after the supply of the processing liquid to the substrate processing unit is started, can be matched with the target concentration. Therefore, the substrate can be processed with higher accuracy.
【図１】この発明に係る基板処理装置の概要図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a substrate processing apparatus according to the present invention.
【図２】薬液混合部３の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the chemical mixing section 3.
【図３】第１実施形態に係る制御部８の機能を模式的に
示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram schematically illustrating functions of a control unit 8 according to the first embodiment.
【図４】第２実施形態に係る制御部８の機能を模式的に
示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram schematically illustrating functions of a control unit 8 according to a second embodiment.
１ 処理槽 ２ 薬液タンク ３ 薬液混合部 ４ 純水供給部 ５ 濃度センサ ６ 濃度フィードバックコントローラ ７ 圧力フィードバックコントローラ ８ 制御部 ９ａ 薬液導入弁 １０ 純水導入弁 １６ａ 供給路 １６ｂ 供給路 １９ 純水供給源 ２０ 純水レギュレータ ２１ 窒素ガス供給源 ２２ 耐食レギュレータ ２３ レギュレータ ２４ 圧縮空気供給源 ２５ 圧力トランスデューサ ２６ 濃度フィードバックコントローラ ２７ 耐食レギュレータ ２８ 電空レギュレータ ２９ 圧縮空気供給源 ３３ ＰＩＤコントローラ ３４ ＰＩＤコントローラ ５３ ＰＩＩ2 Ｄコントローラ Ｗ 基板Reference Signs List 1 treatment tank 2 chemical liquid tank 3 chemical liquid mixing section 4 pure water supply section 5 concentration sensor 6 concentration feedback controller 7 pressure feedback controller 8 control section 9a chemical liquid introduction valve 10 pure water introduction valve 16a supply path 16b supply path 19 pure water supply source 20 Pure water regulator 21 Nitrogen gas supply source 22 Corrosion resistant regulator 23 Regulator 24 Compressed air supply source 25 Pressure transducer 26 Concentration feedback controller 27 Corrosion resistant regulator 28 Electropneumatic regulator 29 Compressed air supply source 33 PID controller 34 PID controller 53 PII 2 D controller W Board
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−33118（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−70446（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−263144（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−278847（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−225061（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−153671（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−22369（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−317764（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−99269（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−88333（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/304 B08B 3/08 Continuation of front page (56) References JP-A-52-33118 (JP, A) JP-A-9-70446 (JP, A) JP-A-8-263144 (JP, A) JP-A-7-278847 (JP) JP-A-7-225061 (JP, A) JP-A-7-153671 (JP, A) JP-A-7-22369 (JP, A) JP-A-5-317764 (JP, A) 4-99269 (JP, U) JP-A-3-88333 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/304 B08B 3/08
Claims (4)
した処理液により基板を処理する基板処理部と、 前記基板処理部と純水の供給源とを接続する供給路と、 前記供給路中に配設され、前記供給路を通過する純水中
に薬液を混合して処理液を生成するための薬液導入弁
と、 前記供給路における前記基板処理部と前記薬液導入弁と
の間に配設され、前記薬液導入弁で生成され、かつ、そ
こを通過する処理液の濃度を検出する濃度検出手段と、 前記薬液を貯留する耐圧密閉構造の薬液タンクと、 前記薬液タンク内に不活性ガスを供給して前記薬液タン
ク内の薬液を加圧することにより、薬液を前記薬液タン
クから前記薬液導入弁に圧送する不活性ガス供給手段
と、 前記薬液タンクから前記薬液導入弁に圧送される薬液の
流量を制御する薬液制御手段と、 前記薬液タンクから前記薬液導入部へ供給される薬液の
圧力を検出する圧力トランスデューサと、 前記濃度検出手段による検出値の偏差を圧力補正値へ変
換し、この圧力補正値を圧力補正信号にさらに変換し、
予め設定された圧力設定値に前記圧力補正信号を加算し
た後前記圧力トランスデューサにより検出された薬液の
圧力値を減算して得た圧力制御偏差に基づいて前記薬液
制御手段を制御する制御部とを備え、 前記制御部は、前記圧力補正値を圧力補正信号に変換す
るときの制御則として、前記圧力補正値に比例して前記
薬液制御手段の操作量を決定する比例動作と、前記圧力
補正値の積分に比例して前記薬液制御手段の操作量を決
定する積分動作とを含むことを特徴とする基板処理装
置。A substrate processing unit configured to process a substrate with a processing liquid generated by mixing a chemical solution into pure water; a supply path connecting the substrate processing unit to a supply source of pure water; A chemical liquid introduction valve for mixing the chemical liquid into pure water passing through the supply path to generate a processing liquid; and between the substrate processing unit and the chemical liquid introduction valve in the supply path. A concentration detection means disposed to detect a concentration of the processing liquid generated by the chemical liquid introduction valve and passing therethrough; a chemical liquid tank having a pressure-resistant closed structure for storing the chemical liquid; and an inert gas in the chemical liquid tank. An inert gas supply unit for supplying a gas to pressurize the chemical solution in the chemical solution tank, thereby forcing the chemical solution from the chemical solution tank to the chemical solution introduction valve; and a chemical solution being pressure-fed from the chemical solution tank to the chemical solution introduction valve. Chemical system to control the flow rate of water And control means, a pressure transducer for detecting the pressure of the chemical liquid supplied from the chemical liquid tank to the liquid medicine introduction, converts the deviation of the detected value by the concentration detection means to the pressure correction value, the pressure this pressure correction value Further converted to a correction signal,
Add the pressure compensation signal to a preset pressure set value
Of the drug solution detected by the pressure transducer after
A control unit that controls the chemical liquid control unit based on a pressure control deviation obtained by subtracting a pressure value , wherein the control unit converts the pressure correction value into a pressure correction signal.
As control law Rutoki, determining a proportional operation for determining an operation amount of the chemical solution control means in proportion to the pressure correction value, the operation amount of the chemical solution control means in proportion to the integral of the pressure correction value integral And a substrate processing apparatus.
した処理液により基板を処理する基板処理部と、 前記基板処理部と純水の供給源とを接続する供給路と、 前記供給路中に配設され、前記供給路を通過する純水中
に薬液を混合して処理液を生成するための薬液導入弁
と、 前記供給路における前記基板処理部と前記薬液導入弁と
の間に配設され、前記薬液導入弁で生成され、かつ、そ
こを通過する処理液の濃度を検出する濃度検出手段と、 前記薬液を貯留する耐圧密閉構造の薬液タンクと、 前記薬液タンク内に不活性ガスを供給して前記薬液タン
ク内の薬液を加圧することにより、薬液を前記薬液タン
クから前記薬液導入弁に圧送する不活性ガス供給手段
と、 前記薬液タンクから前記薬液導入弁に圧送される薬液の
流量を制御する薬液制御手段と、 前記薬液タンクから前記薬液導入部へ供給される薬液の
圧力を検出する圧力トランスデューサと、 前記濃度検出手段による検出値の偏差を圧力補正値へ変
換し、この圧力補正値を圧力補正信号にさらに変換し、
予め設定された圧力設定値に前記圧力補正信号を加算し
た後前記圧力トランスデューサにより検出された薬液の
圧力値を減算して得た圧力制御偏差に基づいて前記薬液
制御手段を制御する制御部とを備え、 前記制御部は、前記圧力補正値を圧力補正信号に変換す
るときの制御則として、前記圧力補正値に比例して前記
薬液制御手段の操作量を決定する比例動作と、前記圧力
補正値の積分に比例して前記薬液制御手段の操作量を決
定する積分動作と、前記圧力補正値の二重積分に比例し
て前記薬液制御手段の操作量を決定する二重積分動作と
を含むことを特徴とする基板処理装置。2. A substrate processing section for processing a substrate with a processing liquid generated by mixing a chemical solution into pure water; a supply path connecting the substrate processing section to a supply source of pure water; A chemical liquid introduction valve for mixing the chemical liquid into pure water passing through the supply path to generate a processing liquid; and between the substrate processing unit and the chemical liquid introduction valve in the supply path. A concentration detection means disposed to detect a concentration of the processing liquid generated by the chemical liquid introduction valve and passing therethrough; a chemical liquid tank having a pressure-resistant closed structure for storing the chemical liquid; and an inert gas in the chemical liquid tank. An inert gas supply unit for supplying a gas to pressurize the chemical solution in the chemical solution tank, thereby forcing the chemical solution from the chemical solution tank to the chemical solution introduction valve; and a chemical solution being pressure-fed from the chemical solution tank to the chemical solution introduction valve. Chemical system to control the flow rate of water And control means, a pressure transducer for detecting the pressure of the chemical liquid supplied from the chemical liquid tank to the liquid medicine introduction, converts the deviation of the detected value by the concentration detection means to the pressure correction value, the pressure this pressure correction value Further converted to a correction signal,
Add the pressure compensation signal to a preset pressure set value
Of the drug solution detected by the pressure transducer after
A control unit that controls the chemical liquid control unit based on a pressure control deviation obtained by subtracting a pressure value , wherein the control unit converts the pressure correction value into a pressure correction signal.
As control law Rutoki, determining a proportional operation for determining an operation amount of the chemical solution control means in proportion to the pressure correction value, the operation amount of the chemical solution control means in proportion to the integral of the pressure correction value integral A substrate processing apparatus comprising: an operation; and a double integration operation for determining an operation amount of the chemical liquid control means in proportion to a double integration of the pressure correction value .
て、 前記制御部は、前記圧力制御偏差に対して制御則として
の比例動作および積分動作を行うことにより前記薬液制
御手段の操作量を決定し、この操作量により前記薬液制
御手段を制御する基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 1, further comprising: wherein the control unit determines the operation amount of the chemical solution control means by performing a proportional operation and an integral operation of the control law with respect to the pressure control deviation And a substrate processing apparatus for controlling the chemical liquid control means based on the operation amount.
て、 前記制御部は、前記圧力制御偏差に対して制御則として
の比例動作および積分動作を行うことにより前記薬液制
御手段の操作量を決定し、この操作量により前記薬液制
御手段を制御する基板処理装置。4. The substrate processing apparatus according to claim 2, wherein the control unit, the operation amount of the chemical control means by performing a proportional operation and an integral operation of the control law with respect to the pressure control deviation A substrate processing apparatus that determines and controls the chemical liquid control means based on the operation amount.
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