JP3719918B2

JP3719918B2 - Substrate processing equipment

Info

Publication number: JP3719918B2
Application number: JP2000276158A
Authority: JP
Inventors: 祐介村岡; 友則小路丸
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-09-12
Filing date: 2000-09-12
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2020-09-12
Also published as: JP2002093773A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハや液晶表示器用ガラス基板などの基板に対して、純水と薬液を混合部で混合して得られる処理液を供給することにより処理する基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の基板処理装置の主たる構成として、例えば、基板を収納した処理槽と、この処理槽に純水を供給する純水供給路と、純水供給路に薬液を注入して処理液を生成するミキシングバルブと、このミキシングバルブに対して薬液を供給する薬液供給路と、薬液を貯留しており、薬液供給路に薬液を供給する薬液タンクとがある。
【０００３】
これらの主たる構成に加え、さらに薬液の流量を調節する構成を備えており、その方式によって基板処理装置は以下のように大きく三種類に分類される。
【０００４】
（１）薬液タンク一定加圧方式（オープンループ）
薬液タンクを一定圧で加圧することにより薬液供給路に薬液を供給する。
【０００５】
（２）薬液圧力一定制御方式（フィードバック）
薬液タンクを加圧するが、薬液供給路内の薬液圧力を測定してその圧力が目標値で一定となるように薬液タンクに加える圧力を調節する。
【０００６】
（３）薬液流量一定値制御方式（フィードバック）
薬液タンクを加圧するが、薬液供給路の流量を測定してその流量が目標値で一定となるように薬液供給路の流量調節弁を調節する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、純水の温度が変化した場合には、これと混合されて生成される処理液の温度も変動するので、いくら上記方式（１）〜（３）により薬液の流量を制御したとしても、エッチング量などの基板に対する処理量が変動して、処理の再現性を得ることが困難となっている。
【０００８】
そこで上記の問題を解決するために、純水の温度制御を行う設備をさらに備えて純水の温度を一定に保つことも考えられる。しかし、このためには多大な投資が必要となることや、純水の温度制御を行ったとしてもある程度の温度変動が発生する。そのため処理の再現性はかなり改善されるものの多大な投資のわりには効果が小さい。
【０００９】
なお、温度変動は、設備側の要因である純水供給設備の運転状態、季節的な純水の温度変動、クリーンルーム温調設備の運転状態、季節的なクリーンルーム内雰囲気の温度変動、隣接する装置の高温システムの運転状態などによって日々刻々と発生するものである。
【００１０】
また、処理の再現性を改善するために処理時間を調整することも考えられるが、処理に要する時間が変動することになって前後のロットやプロセスに少なからず影響を与える。そのため、通常このような時間調整は行わず一定の処理時間で処理するようにしている。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、純水に関連する温度変動に応じて薬液の流量を調節することにより、基板に対する処理量を安定させ、処理の再現性を良好に得ることができる基板処理装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の基板処理装置は、純水と薬液を混合部で混合して生成される処理液により基板を処理する基板処理装置において、前記混合部に純水を供給する純水供給路と、前記混合部に薬液を供給する薬液供給路と、前記薬液供給路における薬液の流量を調節する薬液流量調節手段と、前記薬液供給路における薬液の流量を検出流量値として検出する薬液流量検出手段と、純水に関連した液体の温度を主温度として測定する主温度測定手段と、予め設定されている処理時における純水に関連した液体の標準温度と前記主温度測定手段により測定された主温度との偏差である主偏差と、予め求めておいた、主偏差に起因して変動する基板の処理量と主偏差との対応データと、予め求めてある基板の処理量と薬液流量との関係式とに基づいて前記薬液流量調節手段の薬液流量目標値を補正薬液流量目標値に補正し、前記薬液流量検出手段からの検出流量値が前記補正薬液流量目標値に一致するように前記薬液流量調節手段を調節する制御手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項２に記載の基板処理装置は、純水と薬液を混合部で混合して生成される処理液により基板を処理する基板処理装置において、前記混合部に純水を供給する純水供給路と、前記混合部に薬液を供給する薬液供給路と、前記薬液供給路における薬液の流量を調節する薬液流量調節手段と、前記薬液供給路における薬液の流量を検出流量値として検出する薬液流量検出手段と、純水に関連した液体の温度を主温度として測定する主温度測定手段と、前記薬液供給路における薬液の温度を副温度として測定する副温度測定手段と、予め設定されている処理時における純水に関連した液体の標準温度と前記主温度測定手段により測定された主温度との偏差である主偏差と、予め求めておいた、主偏差に起因して変動する基板の処理量と主偏差との対応データと、予め求めてある基板の処理量と薬液流量との関係式とに基づいて前記薬液流量調節手段の薬液流量目標値を補正薬液流量目標値に補正し、予め設定されている処理時における薬液の標準温度と前記副温度測定手段によって測定された副温度との偏差である副偏差と、予め求めておいた、副偏差に起因して変動する前記検出流量値と副偏差との対応データとに基づいて前記薬液流量検出手段からの検出流量値を補正流量値に補正し、前記補正流量値が前記補正薬液流量目標値に一致するように前記薬液流量調節手段を調節する制御手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
また、請求項３に記載の基板処理装置は、請求項１または２に記載の基板処理装置において、前記主温度測定手段は前記混合部の下流側に設けられていることを特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項４に記載の基板処理装置は、請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置において、前記混合部はミキシングバルブであることを特徴とするものである。
【００１６】
【作用】
請求項１に記載の発明の作用は次のとおりである。
予め設定されている処理時における純水に関連した液体の標準温度と、純水に関連した液体の温度としての主温度との偏差を求めてこれを主偏差とする。そして、液体の温度を変えて主偏差を変えながら各主偏差と基板の処理量とを対応付けたデータを対応データとして予め収集しておく。なお、純水に関連した液体とは、例えば、純水そのものや、純水と薬液とを混合してなる処理液のことである。
【００１７】
次に、実際の基板処理時においては、純水供給路から混合部に純水を供給し、薬液供給路から所定の濃度となるように薬液流量調節手段によって流量を調節しながら薬液を混合部に供給する。そして、主温度測定手段で測定された主温度に応じた主偏差を求め、この主偏差と対応データと、予め求めてある基板の処理量と薬液流量との関係式とに基づき制御手段が薬液流量調節手段の薬液流量目標値を補正薬液流量値に補正する。これにより薬液流量目標値が主偏差に応じて補正される。
【００１８】
また、請求項２に記載の発明によれば、薬液の温度が変動すると、薬液供給路に配備された薬液流量検出手段の検出精度が変動する。そこで、予め設定されている処理時における薬液の標準温度と、副温度測定手段で測定された副温度との偏差である副偏差と、薬液流量検出手段の検出流量値との対応データを基板処理に先立って予め求めておく。
【００１９】
実際の基板の処理時には、副温度測定手段により測定された副温度に応じた副偏差を求め、この副偏差と対応データとに基づき、制御手段が薬液流量検出手段による検出流量値を補正流量値に補正する。そして、薬液流量調節手段の補正薬液流量目標値に補正流量値が一致するように薬液流量調節手段を調節する。
【００２０】
また、請求項３に記載の発明によれば、主温度測定手段を混合部の下流側に設けて処理液の温度を測定することにより、純水の温度に関連した液体の温度を測定できる。
【００２１】
また、請求項４に記載の発明によれば、混合部をミキシングバルブとした構成であってもよい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
図１は本発明に係る基板処理装置の概略構成図である。
【００２３】
この基板処理装置は、純水と薬液などを混合して生成される処理液で基板Ｗに対して表面処理を行うものである。薬液としては、例えばフッ酸(HF)が例示され、これにより生成される処理液（希釈ＨＦ液）は基板Ｗ表面に形成されている熱酸化膜(SiO₂)をエッチングする処理に使用される。
【００２４】
処理槽１は、処理対象である基板Ｗを複数枚収容する。その底部には処理液が供給され、処理槽１から溢れた処理液は排液として処理される。処理液の供給は、純水供給路３から行われる。この純水供給路３の端部には、純水供給源が接続されている。純水の流量の調節は、純水供給路３に取り付けられた流量調節弁５によって行われる。
【００２５】
純水供給路３のうち流量調節弁５の下流側には、本発明の混合部に相当するミキシングバルブ７が取り付けられている。また、ミキシングバルブ７と処理槽１との間には、温度測定器９が取り付けられている。温度測定器９は、純水供給路３を流れる処理液の温度を測定する。
【００２６】
なお、温度測定器９は、本発明における主温度測定手段に相当する。
【００２７】
ミキシングバルブ７には薬液供給路１１の一端側が接続されており、純水供給路３を流通する純水に対して薬液が注入される。薬液供給路１１の他端側は、薬液貯留タンク１３に接続されている。
【００２８】
この薬液貯留タンク１３は、例えば、窒素ガスにより一定圧力で加圧されている。具体的には、耐薬レギュレータ１５を通して一定圧力の窒素ガスが供給されることにより加圧され、その圧力設定は電空変換器１７から与えられた空気圧（パイロット圧）により行われる。電空変換器１７は、供給された加圧空気を、外部から与えられる指令電圧に応じた空気圧に変換して出力する。したがって、電空変換器１７に与える指令電圧を可変すると、薬液貯留タンク１３に加える圧力を調整することができるが、この構成では一定圧力を加えておけばよいので、電空変換器１７に与える指令電圧は一定である。
【００２９】
薬液供給路１１には、薬液の温度を測定する温度測定器１９と、流量を測定する流量計２１と、流量を調節する流量調節弁２３とが取り付けられている。なお、温度測定器１９は本発明における副温度測定手段に相当し、流量計２１は薬液流量検出手段に相当し、流量調節弁２３は薬液流量調節手段に相当するものである。
【００３０】
制御手段に相当する流量コントローラ２５は、処理液の温度を測定する温度測定器９の検出温度を『主温度』Ｔ_DIWとして入力し、薬液の温度を測定する温度測定器１９の検出温度を『副温度』Ｔ_CHEMとして入力する。また、流量計２１が検出した流量を『検出流量値』Ｆとして入力する。
【００３１】
また、流量コントローラ２５は、後述する二種類の『対応データ』と、基板の処理量と薬液流量（薬液濃度）の『関係式』を処理に先立って予め記憶しており、これらと主温度、副温度や検出流量値などの入力値とに基づいて、電空変換器２７への指示電圧Ｖ_Iを調節する。これによって、そのパイロット圧を調節して流量調節弁２３による薬液流量を調節する。
【００３２】
図２を参照する。図２は、処理に先立って求めておいた処理液温度とエッチング量の対応データの一例を示した模式図である。
【００３３】
例えば、所定濃度（１：２００）の処理液（希釈ＨＦ液）に、ある熱酸化膜を有する基板Ｗを所定の処理時間（８分間）だけ浸漬し、そのときの処理量（エッチング量）を測定する。このとき処理液の温度は、純水の温度に関連した液体の温度であって処理の基準となる標準温度であり、これを標準主温度Ｔ１_DIW（２３℃）とする。そして、温度が変動する予測される範囲内で処理液の温度を標準主温度からずらし、同様に処理を施してそのときの処理量を測定する。その結果、得られたデータをグラフ化したものが対応データである。この対応データは、標準主温度Ｔ１_DIWでの処理時はエッチング量が１００オングストロームであるが、偏差が『＋１℃』の場合には１０８オングストロームになり、偏差が『−１℃』の場合には９２オングストロームになることを示している。
【００３４】
図３を参照する。この図は、処理に先立って求めておいた薬液温度と検出流量値の対応データの一例を示した模式図である。
【００３５】
例えば、上記のような処理時における薬液の標準温度を標準副温度Ｔ１_CHEM（２３℃）とする。そして、温度が変動するであろうと予測される範囲内で薬液の温度を標準副温度からずらし、処理時に設定する薬液の流量（後述する薬液流量目標値Ｇ）と同じだけ一定流量で薬液を実際に流通させた場合における流量計２１の検出流量値を測定する。その結果、得られたデータをグラフ化したものが対応データである。この対応データは、標準副温度Ｔ１_CHEMにおいては検出流量値が実際の流量と同じ１００[ml/min]となるが、偏差が『−３℃』の場合には検出流量値が１０３[ml/min]になり、偏差が『＋３℃』の場合には検出流量値が９７[ml/min]になることを示している。これは流量計２１の検出流量値の温度依存性を示しており、薬液の温度が変動した場合には、流量計２１の検出流量値を補正しないと正しく薬液の流量を判断できないことを示している。
【００３６】
次に、図４を参照して処理時における流量コントローラ２５の動作について説明する。
【００３７】
薬液流量目標値Ｇは、処理毎に予め設定されているものであり、処理時における目標濃度に応じて一定である。この薬液流量目標値Ｇは、主補正部２５ａに与えられる。主補正部２５ａは、標準主温度Ｔ１_DIWと主温度Ｔ_DIWから求められた偏差ε_DIWと、上述した対応データ（図２）とに基づき、薬液流量目標値Ｇを補正薬液流量目標値Ｇ’に補正する。
【００３８】
例えば、主偏差ε_DIWが『＋１℃』であった場合には目標とするエッチング量が目標値である１００オングストロームよりも大なる１０８オングストームとなるので、処理液の濃度を低くするため薬液流量目標値Ｇより低い補正薬液流量目標値Ｇ’に補正することになる。この補正の際には、予め求めてある基板の処理量と薬液流量の関係式も用いる。
【００３９】
このように処理液の温度偏差である主偏差ε_DIWに応じて補正された補正薬液流量目標値Ｇ’には、次のようにして流量計２１の検出値に対して温度補正が施される。
【００４０】
まず、標準副温度Ｔ１_CHEMと、温度測定器１９からの副温度Ｔ_CHEMとから求められた副偏差ε_CHEMとを副補正部２５ｂに与える。ここでは、流量計２１からの検出流量値Ｆを、副偏差ε_CHEMと対応データ（図３）とから補正流量値Ｆ’に補正する。これにより流量計２１で検出された流量値が正確に補正されたことになる。
【００４１】
例えば、副偏差ε_CHEMが『＋３℃』である場合には、実際の流量が１００[ml/min]であっても検出流量値Ｆ＝９７[ml/min]として検出されるので、補正流量値Ｆ’を１００[ml/min]にするのである。
【００４２】
次に、補正薬液流量目標値Ｇ’と、上記のようにして補正された補正流量値Ｆ’との偏差を求め、この流量偏差ε_FをＰＩＤ演算部２５ｃに与える。このＰＩＤ演算部２５ｃは、流量偏差ε_Fに比例して薬液流量操作量を決定する比例動作（Ｐ動作）と、流量偏差ε_Fの積分に比例して薬液流量操作量を決定する積分動作（Ｉ動作）と、流量偏差ε_Fの微分に比例して薬液流量操作量を決定する微分動作（Ｄ動作）とを含む制御則によって、流量偏差ε_Fを打ち消すような指令電圧Ｖ_Iを算出する。
【００４３】
このように温度測定器９で測定された主温度Ｔ_DIWに応じた主偏差ε_DIWを求め、この主偏差ε_DIWと対応データとに基づき流量コントローラ２５が薬液流量目標値Ｇを補正するので、薬液流量の目標値Ｇが温度変動に応じて調節される。そのため純水の温度変動に起因する処理の再現性を良好にすることができ、処理を安定して施すことができる。
【００４４】
また、温度計測器１９により測定された副温度Ｔ_CHEMに応じた副偏差ε_CHEMを求め、この副偏差ε_CHEMと対応データとに基づき流量コントローラ２５が検出流量値Ｆを補正する。そして、補正薬液流量目標値Ｇ’と補正流量値Ｆ’との流量偏差ε_Fに基づいて薬液の流量を流量調節弁２３によって調節するので、流量計２１の温度補償を行うことができ、さらに処理の再現性を良好にすることができる。
【００４５】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下のように変形実施が可能である。
【００４６】
（１）基板処理装置としては上記のような非循環式でなく、処理液を循環させる循環式であってもよい。
【００４７】
（２）薬液流量検出手段の温度補償は必須ではなく、薬液流量目標値に対する補正だけを行うように構成してもよい。
【００４８】
（３）主温度測定手段は上記のように処理液の温度を測定する他に、直接純水の温度を測定してもよい。
【００４９】
（４）本発明における混合部としては上述したミキシングバルブだけに限定されるものではない。例えば、純水供給路と薬液供給路とから供給された純水と薬液が、処理槽とは別体に設けられた計量槽で混合され、ここで生成された処理液が処理槽に供給される構成における計量槽であってもよい。この場合には、計量槽の処理液あるいは純水供給路の純水の温度を測定すればよい。
【００５０】
（５）上述した説明においては、純水に混合する薬液としてフッ酸（ＨＦ）を例に採って説明したが、これ以外に基板処理用の処理液に利用される各種薬液を用いてもよい。
【００５１】
（６）混合部で純水に一種類の薬液だけを混合するのではなく、複数種の薬液を混合してなる処理液を用いてもよい。この場合には、各薬液について流量を補正すればよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、主温度測定手段で測定された主温度に応じた主偏差を求め、この主偏差と対応データと、予め求めてある基板の処理量と薬液流量との関係式とに基づき制御手段が目標値を補正するので、薬液流量の目標値が温度変動に応じて調節される。したがって、純水の温度変動に起因する悪影響を抑制して、処理時間を一定に維持したまま処理の再現性を良好にすることができる。
【００５３】
また、請求項２に記載の発明によれば、副温度測定手段により測定された副温度に応じた副偏差を求め、この副偏差と対応データとに基づき制御手段が検出流量値を補正する。そして、補正薬液流量目標値と補正流量値との流量偏差に基づいて薬液の流量を薬液流量調節手段によって調節するので、薬液流量検出手段の温度補償ができ、さらに処理の再現性を良好にすることができる。
【００５４】
また、請求項３に記載の発明によれば、主温度測定手段を混合部の下流側に設けて処理液の温度を測定しても純水の温度に関連した液体の温度を測定することができる。
【００５５】
また、請求項４に記載の発明によれば、混合部をミキシングバルブとした構成であっても同様の効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基板処理装置の概略構成図である。
【図２】処理液温度とエッチング量の対応データの一例を示した模式図である。
【図３】薬液温度と検出流量値の対応データの一例を示した模式図である。
【図４】流量制御の流れを示したフローである。
【符号の説明】
Ｗ … 基板
１ … 処理槽
３ … 純水供給路
５ … 流量調節弁
７ … ミキシングバルブ
９，１９ … 温度測定器
１１ … 薬液供給路
２１ … 流量計
２３ … 流量調節弁
２５ … 流量コントローラ
２７ … 電空変換器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate processing apparatus for processing a substrate such as a semiconductor wafer or a glass substrate for a liquid crystal display by supplying a processing solution obtained by mixing pure water and a chemical solution in a mixing section.
[0002]
[Prior art]
As a main configuration of this type of conventional substrate processing apparatus, for example, a processing tank containing a substrate, a pure water supply path for supplying pure water to the processing tank, and a processing liquid by injecting a chemical into the pure water supply path There are a mixing valve for generating a chemical, a chemical supply path for supplying a chemical to the mixing valve, and a chemical tank for storing the chemical and supplying the chemical to the chemical supply path.
[0003]
In addition to these main components, the device further comprises a component for adjusting the flow rate of the chemical solution, and the substrate processing apparatus is roughly classified into three types according to the method.
[0004]
(1) Chemical tank constant pressurization method (open loop)
The chemical solution is supplied to the chemical solution supply path by pressurizing the chemical solution tank at a constant pressure.
[0005]
(2) Chemical pressure constant control method (feedback)
The chemical liquid tank is pressurized. The chemical liquid pressure in the chemical liquid supply path is measured, and the pressure applied to the chemical liquid tank is adjusted so that the pressure becomes constant at the target value.
[0006]
(3) Chemical flow rate constant value control method (feedback)
The chemical tank is pressurized, but the flow rate of the chemical solution supply path is measured and the flow rate adjustment valve of the chemical solution supply path is adjusted so that the flow rate becomes constant at the target value.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional example having such a configuration has the following problems.
That is, when the temperature of the pure water changes, the temperature of the treatment liquid produced by mixing with this also fluctuates. Therefore, no matter how much the flow rate of the chemical liquid is controlled by the above methods (1) to (3), The processing amount with respect to the substrate, such as the etching amount, varies, making it difficult to obtain processing reproducibility.
[0008]
Therefore, in order to solve the above problem, it is conceivable to further provide equipment for controlling the temperature of pure water to keep the temperature of pure water constant. However, this requires a great investment, and even if temperature control of pure water is performed, a certain amount of temperature fluctuation occurs. Therefore, although the reproducibility of the process is considerably improved, the effect is small for a large investment.
[0009]
The temperature fluctuations are the operating conditions of the pure water supply equipment, the seasonal fluctuations of the pure water temperature, the operating conditions of the clean room temperature control equipment, the seasonal temperature fluctuations of the clean room atmosphere, and adjacent equipment. It occurs every day depending on the operating condition of the high temperature system.
[0010]
Although it is conceivable to adjust the processing time in order to improve the reproducibility of the processing, the time required for the processing fluctuates, which has a considerable influence on the preceding and subsequent lots and processes. For this reason, normally, such time adjustment is not performed and processing is performed with a fixed processing time.
[0011]
The present invention has been made in view of such circumstances, and by adjusting the flow rate of the chemical solution according to temperature fluctuations related to pure water, the processing amount for the substrate is stabilized, and the reproducibility of the processing is improved. An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus that can be obtained satisfactorily.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the present invention has the following configuration.
That is, the substrate processing apparatus according to claim 1 is a pure water that supplies pure water to the mixing unit in the substrate processing apparatus that processes a substrate with a processing liquid generated by mixing pure water and a chemical solution in the mixing unit. A supply path, a chemical supply path for supplying a chemical to the mixing unit, a chemical flow rate adjusting means for adjusting a flow rate of the chemical in the chemical supply path, and a chemical for detecting the flow rate of the chemical in the chemical supply path as a detected flow rate value Measured by a flow rate detecting means, a main temperature measuring means for measuring the temperature of a liquid related to pure water as a main temperature, and a standard temperature of the liquid related to pure water at the time of preset processing and the main temperature measuring means. The main deviation, which is a deviation from the main temperature obtained, the correspondence data of the substrate processing amount and the main deviation, which have been obtained in advance and fluctuated due to the main deviation, the substrate processing amount and the chemical solution that have been obtained in advance. and the relationship between the flow rate The chemical flow rate target value of the chemical liquid flow rate adjusting unit is corrected based on the corrected chemical flow rate target value, and the chemical flow rate adjusting unit is adjusted so that the detected flow rate value from the chemical liquid flow rate detecting unit matches the corrected chemical flow rate target value. And a control means for adjusting.
[0013]
Further, the substrate processing apparatus according to claim 2 is a pure water that supplies pure water to the mixing unit in the substrate processing apparatus that processes a substrate with a processing liquid generated by mixing pure water and a chemical solution in the mixing unit. A supply path, a chemical supply path for supplying a chemical to the mixing unit, a chemical flow rate adjusting means for adjusting a flow rate of the chemical in the chemical supply path, and a chemical for detecting the flow rate of the chemical in the chemical supply path as a detected flow rate value The flow rate detecting means, the main temperature measuring means for measuring the temperature of the liquid related to pure water as the main temperature, the sub temperature measuring means for measuring the temperature of the chemical liquid in the chemical liquid supply path as the sub temperature, and preset. The main deviation, which is the deviation between the standard temperature of the liquid related to pure water during processing and the main temperature measured by the main temperature measuring means, and the processing of the substrate that has been obtained in advance and fluctuates due to the main deviation Quantity and main bias Correspondence data and the chemical flow rate target value of the chemical flow rate adjusting means is corrected to the corrected chemical flow rate target value based on the relationship between the processing amount and the chemical flow rate of the substrate that is determined in advance, it is set in advance with A sub-deviation that is a deviation between the standard temperature of the chemical at the time of processing and the sub-temperature measured by the sub-temperature measuring means, and the detected flow rate value and the sub-deviation that are obtained in advance and fluctuate due to the sub-deviation. control of based on the correspondence data by correcting the detected flow rate value from the chemical flow rate detecting unit to the correction flow rate value, the correction flow rate value is adjusted to the chemical flow rate control means so as to coincide with the corrected chemical flow rate target value Means .
[0014]
The substrate processing apparatus according to claim 3 is the substrate processing apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the main temperature measuring means is provided downstream of the mixing section. is there.
[0015]
A substrate processing apparatus according to claim 4 is the substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the mixing unit is a mixing valve.
[0016]
[Action]
The operation of the first aspect of the invention is as follows.
A deviation between the standard temperature of the liquid related to pure water and the main temperature as the temperature of the liquid related to pure water at the time of processing set in advance is obtained and used as the main deviation. And the data which matched each main deviation and the processing amount of a board | substrate are changed beforehand as correspondence data, changing the liquid temperature and changing the main deviation. The liquid related to pure water is, for example, pure water itself or a treatment liquid obtained by mixing pure water and a chemical solution.
[0017]
Next, at the time of actual substrate processing, pure water is supplied from the pure water supply path to the mixing section, and the chemical liquid mixing section is adjusted while adjusting the flow rate by the chemical flow rate adjusting means so that the predetermined concentration is obtained from the chemical liquid supply path. To supply. Then, a main deviation corresponding to the main temperature measured by the main temperature measuring means is obtained, and the control means uses the chemical solution based on the main deviation and corresponding data , and the relational expression between the processing amount of the substrate and the chemical flow rate obtained in advance. The chemical flow rate target value of the flow rate adjusting means is corrected to the corrected chemical flow rate value. Thereby, the chemical flow rate target value is corrected according to the main deviation.
[0018]
According to the second aspect of the present invention, when the temperature of the chemical liquid varies, the detection accuracy of the chemical liquid flow rate detecting means provided in the chemical liquid supply path varies. Accordingly, the substrate processing is performed on the correspondence data between the sub-deviation that is a deviation between the standard temperature of the chemical solution at the time of the preset processing and the sub-temperature measured by the sub-temperature measuring means, and the detected flow rate value of the chemical flow rate detecting means. Prior to the determination.
[0019]
During actual substrate processing, a sub-deviation according to the sub-temperature measured by the sub-temperature measuring unit is obtained, and the control unit corrects the flow rate value detected by the chemical flow rate detecting unit based on the sub-deviation and the corresponding data. To correct. Then, the chemical flow rate adjusting means is adjusted so that the corrected flow rate value matches the corrected chemical flow rate target value of the chemical flow rate adjusting means.
[0020]
According to the invention described in claim 3, the temperature of the liquid related to the temperature of the pure water can be measured by providing the main temperature measuring means on the downstream side of the mixing section and measuring the temperature of the treatment liquid.
[0021]
Moreover, according to the invention of Claim 4, the structure which used the mixing part as the mixing valve may be sufficient.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a substrate processing apparatus according to the present invention.
[0023]
This substrate processing apparatus performs surface treatment on a substrate W with a processing liquid generated by mixing pure water and a chemical solution. As the chemical solution, for example, hydrofluoric acid (HF) is exemplified, and the processing solution (diluted HF solution) generated thereby is used for the processing of etching the thermal oxide film (SiO ₂ ) formed on the surface of the substrate W. .
[0024]
The processing tank 1 accommodates a plurality of substrates W to be processed. A processing liquid is supplied to the bottom, and the processing liquid overflowing from the processing tank 1 is processed as a waste liquid. The treatment liquid is supplied from the pure water supply path 3. A pure water supply source is connected to the end of the pure water supply path 3. The flow rate of pure water is adjusted by a flow rate adjustment valve 5 attached to the pure water supply path 3.
[0025]
A mixing valve 7 corresponding to the mixing section of the present invention is attached to the pure water supply path 3 downstream of the flow rate control valve 5. Further, a temperature measuring device 9 is attached between the mixing valve 7 and the processing tank 1. The temperature measuring device 9 measures the temperature of the processing liquid flowing through the pure water supply path 3.
[0026]
The temperature measuring device 9 corresponds to the main temperature measuring means in the present invention.
[0027]
One end of a chemical solution supply path 11 is connected to the mixing valve 7, and the chemical solution is injected into the pure water flowing through the pure water supply path 3. The other end side of the chemical solution supply path 11 is connected to the chemical solution storage tank 13.
[0028]
The chemical solution storage tank 13 is pressurized at a constant pressure with, for example, nitrogen gas. Specifically, the pressure is increased by supplying nitrogen gas at a constant pressure through the chemical resistant regulator 15, and the pressure is set by the air pressure (pilot pressure) supplied from the electropneumatic converter 17. The electropneumatic converter 17 converts the supplied pressurized air into an air pressure corresponding to a command voltage given from the outside and outputs the air pressure. Therefore, if the command voltage applied to the electropneumatic converter 17 is varied, the pressure applied to the chemical solution storage tank 13 can be adjusted. However, in this configuration, it is sufficient to apply a constant pressure. The command voltage is constant.
[0029]
A temperature measuring device 19 for measuring the temperature of the chemical solution, a flow meter 21 for measuring the flow rate, and a flow rate adjusting valve 23 for adjusting the flow rate are attached to the chemical solution supply path 11. The temperature measuring device 19 corresponds to the sub-temperature measuring means in the present invention, the flow meter 21 corresponds to the chemical flow rate detecting means, and the flow rate adjusting valve 23 corresponds to the chemical flow rate adjusting means.
[0030]
The flow rate controller 25 corresponding to the control means inputs the detected temperature of the temperature measuring device 9 for measuring the temperature of the processing liquid as “main temperature” T _DIW , and the detected temperature of the temperature measuring device 19 for measuring the temperature of the chemical solution is “ Sub-temperature ”Enter as T _CHEM . Further, the flow rate detected by the flow meter 21 is input as a “detected flow rate value” F.
[0031]
Further, the flow controller 25 stores two types of “corresponding data” to be described later and a “relational expression” of the processing amount of the substrate and the chemical flow rate (chemical solution concentration) in advance prior to the processing. The instruction voltage V _I to the electropneumatic converter 27 is adjusted based on the input values such as the sub temperature and the detected flow rate value. Accordingly, the pilot pressure is adjusted to adjust the chemical flow rate by the flow rate adjusting valve 23.
[0032]
Please refer to FIG. FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of correspondence data between the processing solution temperature and the etching amount obtained before the processing.
[0033]
For example, the substrate W having a certain thermal oxide film is immersed in a processing solution (diluted HF solution) having a predetermined concentration (1: 200) for a predetermined processing time (8 minutes), and the processing amount (etching amount) at that time is set. Measure. At this time, the temperature of the treatment liquid is a liquid temperature related to the temperature of pure water and is a standard temperature that serves as a reference for treatment, and this is a standard main temperature T1 _DIW (23 ° C.). Then, the temperature of the processing liquid is shifted from the standard main temperature within a predicted range in which the temperature fluctuates, the same processing is performed, and the processing amount at that time is measured. As a result, the graph of the obtained data is the corresponding data. This correspondence data shows that the etching amount is 100 angstroms at the time of processing at the standard main temperature T1 _DIW , but when the deviation is “+ 1 ° C.”, it becomes 108 angstroms, and when the deviation is “−1 ° C.”. It shows 92 angstroms.
[0034]
Please refer to FIG. This figure is a schematic diagram showing an example of correspondence data between the chemical solution temperature and the detected flow rate value obtained prior to the processing.
[0035]
For example, the standard temperature of the chemical solution during the treatment as described above is set to the standard sub-temperature T1 _CHEM (23 ° C.). Then, the temperature of the chemical solution is shifted from the standard sub-temperature within a range where the temperature is expected to fluctuate, and the chemical solution is actually flowed at a constant flow rate that is the same as the chemical flow rate (chemical solution flow rate target value G described later) set during processing The flow rate value detected by the flow meter 21 is measured. As a result, the graph of the obtained data is the corresponding data. This correspondence data shows that the detected flow rate value is 100 [ml / min] which is the same as the actual flow rate at the standard sub-temperature T1 _CHEM , but the detected flow rate value is 103 [ml / min] when the deviation is “−3 ° C.”. min], and when the deviation is “+ 3 ° C.”, the detected flow rate value is 97 [ml / min]. This indicates the temperature dependence of the detected flow rate value of the flow meter 21. If the temperature of the chemical solution fluctuates, it indicates that the chemical flow rate cannot be correctly determined unless the detected flow value of the flow meter 21 is corrected. Yes.
[0036]
Next, the operation of the flow rate controller 25 during processing will be described with reference to FIG.
[0037]
The chemical flow rate target value G is set in advance for each process, and is constant according to the target concentration during the process. This chemical flow rate target value G is given to the main correction unit 25a. Based on the standard main temperature T1 _DIW and the deviation ε _DIW obtained from the main temperature T _DIW and the corresponding data (FIG. 2) described above, the main correction unit 25a corrects the chemical flow rate target value G to the corrected chemical flow rate target value G ′. To correct.
[0038]
For example, when the main deviation ε _DIW is “+ 1 ° C.”, the target etching amount is 108 angstroms, which is larger than the target value of 100 angstroms. Therefore, in order to reduce the concentration of the processing liquid, The correction chemical flow rate target value G ′ lower than the target value G is corrected. In this correction, a relational expression between the substrate processing amount and the chemical flow rate obtained in advance is also used.
[0039]
As described above, the corrected chemical liquid flow rate target value G ′ corrected in accordance with the main deviation ε _DIW that is the temperature deviation of the processing liquid is subjected to temperature correction for the detection value of the flow meter 21 as follows. .
[0040]
First, the sub correction ε _CHEM obtained from the standard sub temperature T1 _CHEM and the sub temperature T _CHEM from the temperature measuring device 19 is given to the sub correction unit 25b. Here, the detected flow rate value F from the flow meter 21 is corrected to the corrected flow rate value F ′ from the sub-deviation ε _CHEM and the corresponding data (FIG. 3). As a result, the flow rate value detected by the flow meter 21 is accurately corrected.
[0041]
For example, when the sub-deviation ε _CHEM is “+ 3 ° C.”, the detected flow rate value F = 97 [ml / min] is detected even if the actual flow rate is 100 [ml / min]. The value F ′ is set to 100 [ml / min].
[0042]
Next, the deviation between the corrected chemical flow rate target value G ′ and the corrected flow rate value F ′ corrected as described above is obtained, and this flow rate deviation ε _F is given to the PID calculation unit 25c. The PID calculation unit 25c, a proportional operation in proportion to the flow rate difference epsilon _F to determine the chemical flow operation amount and (P operation), the integration operation in proportion to the integral of the flow rate difference epsilon _F to determine the chemical flow rate operation amount ( and I action), by and proportional to the derivative of the flow rate difference epsilon _F derivative action determine the chemical flow rate operation amount (D operation) and control law including, calculates a command voltage V _I to cancel the flow rate difference epsilon _F .
[0043]
As described above, the main deviation ε _DIW corresponding to the main temperature T _DIW measured by the temperature measuring device 9 is obtained, and the flow rate controller 25 corrects the chemical flow rate target value G based on the main deviation ε _DIW and the corresponding data. The target value G of the chemical flow rate is adjusted according to the temperature fluctuation. As a result, the reproducibility of processing due to temperature fluctuations of pure water can be improved, and the processing can be performed stably.
[0044]
Further, a sub-deviation ε _CHEM corresponding to the sub-temperature T _CHEM measured by the temperature measuring device 19 is obtained, and the flow rate controller 25 corrects the detected flow rate value F based on the sub-deviation ε _CHEM and corresponding data. Since the flow rate of the chemical solution is adjusted by the flow rate adjusting valve 23 based on the flow rate deviation ε _F between the corrected chemical flow rate target value G ′ and the corrected flow rate value F ′, the temperature of the flow meter 21 can be compensated. Processing reproducibility can be improved.
[0045]
In addition, this invention is not limited to said embodiment, A deformation | transformation implementation is possible as follows.
[0046]
(1) The substrate processing apparatus is not limited to the non-circulation type as described above, but may be a circulation type for circulating the processing liquid.
[0047]
(2) The temperature compensation of the chemical liquid flow rate detection means is not essential, and only the correction for the chemical liquid flow rate target value may be performed.
[0048]
(3) In addition to measuring the temperature of the treatment liquid as described above, the main temperature measuring means may directly measure the temperature of pure water.
[0049]
(4) The mixing unit in the present invention is not limited to the mixing valve described above. For example, pure water and a chemical solution supplied from a pure water supply channel and a chemical solution supply channel are mixed in a measuring tank provided separately from the processing tank, and the generated processing liquid is supplied to the processing tank. It may be a weighing tank in a configuration. In this case, the temperature of the treatment liquid in the measuring tank or the pure water in the pure water supply path may be measured.
[0050]
(5) In the above description, hydrofluoric acid (HF) has been described as an example of a chemical solution to be mixed with pure water. However, various chemical solutions used for a substrate processing solution may be used. .
[0051]
(6) Instead of mixing only one type of chemical solution with pure water in the mixing unit, a treatment solution obtained by mixing a plurality of types of chemical solutions may be used. In this case, the flow rate may be corrected for each chemical solution.
[0052]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the first aspect of the present invention, the main deviation corresponding to the main temperature measured by the main temperature measuring means is obtained, and this main deviation and corresponding data are obtained in advance. Since the control means corrects the target value based on the relational expression between the processing amount of the substrate and the chemical liquid flow rate, the target value of the chemical liquid flow rate is adjusted according to the temperature fluctuation. Therefore, it is possible to suppress adverse effects caused by temperature fluctuations of pure water and improve processing reproducibility while maintaining the processing time constant.
[0053]
According to the second aspect of the present invention, the sub-deviation according to the sub-temperature measured by the sub-temperature measuring unit is obtained, and the control unit corrects the detected flow rate value based on the sub-deviation and the corresponding data. Since the chemical flow rate is adjusted by the chemical flow rate adjusting means based on the flow rate deviation between the corrected chemical flow rate target value and the corrected flow value, the temperature of the chemical flow rate detecting means can be compensated, and the process reproducibility is improved. be able to.
[0054]
According to the invention described in claim 3, the temperature of the liquid related to the temperature of the pure water can be measured even if the temperature of the treatment liquid is measured by providing the main temperature measuring means on the downstream side of the mixing unit. it can.
[0055]
According to the fourth aspect of the present invention, the same effect can be obtained even when the mixing portion is a mixing valve.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a substrate processing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of correspondence data between processing solution temperature and etching amount.
FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of correspondence data between a chemical solution temperature and a detected flow rate value.
FIG. 4 is a flow showing a flow of flow control.
[Explanation of symbols]
W ... Substrate 1 ... Processing tank 3 ... Pure water supply path 5 ... Flow rate control valve 7 ... Mixing valves 9, 19 ... Temperature measuring device 11 ... Chemical solution supply path 21 ... Flow meter 23 ... Flow rate control valve 25 ... Flow rate controller 27 ... Electricity Empty converter

Claims

In a substrate processing apparatus for processing a substrate with a processing liquid generated by mixing pure water and a chemical solution in a mixing unit,
A pure water supply path for supplying pure water to the mixing section;
A chemical solution supply path for supplying a chemical solution to the mixing section;
A chemical flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the chemical solution in the chemical solution supply path;
A chemical flow rate detecting means for detecting the flow rate of the chemical solution in the chemical solution supply path as a detected flow rate value;
A main temperature measuring means for measuring the temperature of a liquid related to pure water as a main temperature;
Due to the main deviation obtained in advance, the main deviation which is the deviation between the standard temperature of the liquid related to pure water at the time of processing set in advance and the main temperature measured by the main temperature measuring means The chemical flow rate target value of the chemical flow rate adjusting means is corrected based on the correspondence data between the varying substrate processing amount and the main deviation and the relational expression between the substrate processing amount and the chemical flow rate obtained in advance. Control means for adjusting the chemical liquid flow rate adjusting means so that the detected flow rate value from the chemical liquid flow rate detecting means matches the corrected chemical liquid flow rate target value;
A substrate processing apparatus comprising:

In a substrate processing apparatus for processing a substrate with a processing liquid generated by mixing pure water and a chemical solution in a mixing unit,
A pure water supply path for supplying pure water to the mixing section;
A chemical solution supply path for supplying a chemical solution to the mixing section;
A chemical flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the chemical solution in the chemical solution supply path;
A chemical flow rate detecting means for detecting the flow rate of the chemical solution in the chemical solution supply path as a detected flow rate value;
A main temperature measuring means for measuring the temperature of a liquid related to pure water as a main temperature;
Sub temperature measuring means for measuring the temperature of the chemical liquid in the chemical liquid supply path as a sub temperature;
Due to the main deviation obtained in advance, the main deviation which is the deviation between the standard temperature of the liquid related to pure water at the time of processing set in advance and the main temperature measured by the main temperature measuring means The chemical flow rate target value of the chemical flow rate adjusting means is corrected based on the correspondence data between the varying substrate processing amount and the main deviation and the relational expression between the substrate processing amount and the chemical flow rate obtained in advance. The sub-deviation is a deviation between the sub-temperature measured by the sub-temperature measuring means and the standard temperature of the chemical solution at the time of the preset processing, and the fluctuation caused by the sub-deviation previously obtained wherein based on the correspondence data between the detected flow rate value and the sub deviation correcting the detected flow rate value from the chemical flow rate detecting unit to the correction flow rate value, as the correction flow rate value is equal to the corrected chemical flow target value Said chemical flow rate adjusting means And control means for adjusting,
The substrate processing apparatus characterized by comprising a.

The substrate processing apparatus according to claim 1 or 2,
The substrate processing apparatus, wherein the main temperature measuring means is provided on the downstream side of the mixing section.

The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The substrate processing apparatus, wherein the mixing unit is a mixing valve.