JP3883150B2 - 基板処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板処理装置に関し、より特定的には、半導体デバイス製造プロセス、液晶ディスプレイ製造プロセス、電子部品関連製造プロセス等において、シリコンウェハ、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）用基板、フォトマスク用ガラス基板、電子部品等の各種基板に対して処理ガスを供給して基板を処理する基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の基板処理装置としては、例えば、「特開平８−１４１５２６号」公報に開示されたものが知られている。この従来の基板処理装置では、処理槽は、所定の間隔を開けてかつ平行に配列するよう複数枚の基板を収容する。その後、処理槽内には所定の薬液が供給され、各基板は薬液中に浸漬される。このようにして、基板処理装置では薬液処理が行われる。
薬液処理が終了すると、基板処理装置は、薬液が貯留されている処理槽に純水を当該処理槽の下方から供給して、当該薬液と純水の混合液を処理槽の上部からオーバーフローさせる。基板処理装置が処理槽に純水を供給し続けると、やがて処理槽内は完全に純水に置換される。基板処理装置は、処理槽内が純水に置換された後も、処理槽に純水を供給し続けて処理槽からオーバーフローさせ、当該処理槽内の各基板を洗浄する。このようにして、基板処理装置では洗浄処理が行われる。
洗浄処理が終了すると、基板処理装置は、純水が貯留されている処理槽から純水を排出させた後、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）蒸気（厳密にはＩＰＡ蒸気と窒素ガスとの混合ガス）を処理槽内に供給して各基板に当該ＩＰＡ蒸気を吹き付ける。ＩＰＡ蒸気は、各基板表面上に付着している純水の液滴と置換した後、蒸発する。その結果、各基板の表面に液滴を残すことなく当該各基板は十分に乾燥する。このようにして、基板処理装置では乾燥処理が行われる。
【０００３】
上述したように、ＩＰＡ蒸気は、基板を乾燥させるために処理槽内に供給される。そのため、一般的な基板処理装置には、図４に示すようなＩＰＡ蒸気の供給機構が設けられる。図４において、この供給機構は、蒸発槽４１と窒素供給源４２とが配管４３により接続されており、当該蒸発槽４１はさらに、処理槽４４と配管４５によって接続されている。
蒸発槽４１内には液状のＩＰＡが貯留されており、当該蒸発槽４１に設けられているヒータ４１１により加熱される。その結果、液状のＩＰＡは蒸発し、これによって、蒸発槽４１内でＩＰＡ蒸気が生成される。また、この蒸発槽４１には、配管４３を通じて、窒素供給源４２から送出された窒素ガスが導入される。これによって、蒸発槽４１内では、窒素ガスとＩＰＡ蒸気との混合ガス（以下、処理ガスと称す）が生成され、当該処理ガスが配管４５を通じて処理槽４４に供給される。つまり、ＩＰＡ蒸気は、窒素ガスをキャリアガスとして処理槽４４に供給される。
【０００４】
ところで、この処理ガス内のＩＰＡ蒸気は、基板表面上の液滴を乾燥させることから、その濃度は適切に制御される必要がある。図４に示す供給機構では、温度センサ４６１が蒸発槽４１内の液状ＩＰＡの温度Ｔを検出し、液温制御部４６が、この検出された温度Ｔに基づいて、ヒータ４１１による当該液状ＩＰＡの加熱温度を制御していた。つまり、処理ガス内のＩＰＡ蒸気の濃度は、液状のＩＰＡの飽和蒸気圧に基づいて制御されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
蒸発槽４１内でＩＰＡ蒸気と窒素ガスとが混合されるが、この時、常温の窒素ガスが蒸発槽４１に供給される。そのため、蒸発槽４１内のＩＰＡ蒸気の温度は低下する。その結果、ＩＰＡの飽和蒸気圧も変化するため、生成される処理ガス中のＩＰＡ蒸気の濃度は変化する。したがって、従来のように、液温制御部４６が、蒸発槽４１内の液状ＩＰＡの温度を検出しても、処理ガス中のＩＰＡ蒸気の濃度を正確に検出することはできない。その結果、従来の基板処理装置は、上述した基板乾燥処理を正確に制御することができなくなり、そのオペレータが期待するような基板乾燥処理を基板に施せないという問題点があった。
【０００６】
なお、上述した課題は、ＩＰＡ蒸気に関して具体的に説明した。しかしながら、半導体デバイス等の各製造工程では、ＩＰＡ蒸気だけでなく有機溶剤蒸気や水蒸気等もまた処理蒸気として用いられる。これら処理蒸気もまたキャリアガスと混合された上で処理ガスとして用いられるので、その処理蒸気の濃度もまた正確に制御される必要がある。
【０００７】
それ故に、本発明の目的は、基板に供給される処理ガス内に含まれる処理蒸気の濃度を正確に制御し、当該処理蒸気によって基板に対して所望の処理を施すことができる基板処理装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第１の発明は、所定の処理蒸気とキャリアガスとが混合されて生成される処理ガスを、チャンバに収容された基板に供給し、当該処理蒸気に基づく所定の基板処理を当該基板に対して実行する基板処理装置であって、外部から供給されるキャリアガスを導く第１の配管と、予め貯留している処理液を加熱して処理蒸気を内部で生成し、第１の配管からキャリアガスが供給された場合には、内部の処理蒸気とキャリアガスとを混合して処理ガスを生成し、送出する蒸発槽と、蒸発槽及びチャンバを接続し、蒸発槽から送出される処理ガスをチャンバに導く第２の配管と、蒸発槽で生成された処理ガスを希釈するために、外部から供給されるキャリアガスを第２の配管へと導く第３の配管と、チャンバ内に設置されており、第２の配管により導かれる処理ガスを基板に吐出して供給する吐出部と、第２の配管に介設されており、蒸発槽から送出された後、第２の配管内を導かれる処理ガス内に含まれる処理蒸気の濃度を検出する濃度検出部と、濃度検出部による検出結果に基づいて、蒸発槽内で処理液が加熱される温度、第１の配管によって導かれるキャリアガスの温度、及び当該第１の配管によって導かれるキャリアガスの流量を制御する制御部とを備え、第３の配管は、蒸発槽と、濃度検出部との間で第２の配管と接続されており、当該接続箇所において、蒸発槽内で生成された処理ガスを自身が導くキャリアガスで希釈し、濃度検出部は、接続箇所と前記吐出部との間で第２の配管に介設され、制御部はさらに、濃度検出部による検出結果に基づいて、第３の配管によって導かれるキャリアガスの温度、及び当該第３の配管によって導かれるキャリアガスの流量を制御することを特徴とする。
【０００９】
第１の発明では、濃度検出部は、蒸発槽から送出された処理ガス中に含まれる処理蒸気の濃度を直接的に検出し、自身の検出結果を制御部にフィードバックできる。そのため、第１の発明は、蒸発槽内で処理液が加熱される温度、第１の配管によって導かれるキャリアガスの温度、及び当該第１の配管によって導かれるキャリアガスの流量を正確に制御でき、その結果、基板に対して所望の基板処理を施すことができる。
【００１１】
第１の発明によれば、処理ガス内の処理蒸気の濃度を変更するためには、この第１の配管及び第２の配管の流量を制御すればよく、従来のように熱容量が大きい処理液の温度を変更する必要はない。これによって、本基板処理装置は、処理ガス内の処理蒸気の濃度を迅速にかつ正確に変更することができる。また、処理液の蒸発の条件を変更する必要をなくすことができるため、処理ガスの流量を一定に保ちつつ処理ガス内の処理蒸気の濃度を容易に変更できたり、処理ガス内の処理蒸気の濃度を一定に保ちつつ処理ガスの流量を容易に変更できたりする。
また、第１の発明によれば、蒸発槽内で生成される処理ガスは飽和蒸気であるため、結露しやすい。そこで、第１の発明では、第３の配管は、蒸発槽と濃度検出部との間で第２の配管と接続されており、当該接続箇所において、蒸発槽で生成された処理ガスを自身が導くキャリアガスで希釈する。これによって、第２の配管によって導かれる処理ガスは結露しにくくなる。ここで、濃度検出部は、接続箇所と吐出部との間で第２の配管に介設される。さらに、この第３の配管によって導かれるキャリアガスの温度や、当該第３の配管によって導かれるキャリアガスの流量を制御することにより、第２の配管内を導かれる処理ガス内の処理蒸気は所望の濃度を常に有するように制御できるため、本基板処理装置は、基板に対して所望の基板処理を施すことができる。
また、第１の発明では、制御部は、濃度検出部による検出結果を用いて、第３の配管によって導かれるキャリアガスの温度及び流量をより適切にフィードバック制御することができ、これによって、基板に対してより好適な基板処理を施すことができる。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、基板処理装置は、接続箇所と吐出部との間で第２の配管に介設されており、当該接続箇所において希釈された処理ガスの温度を検出する温度検出部をさらに備える。ここで、制御部はさらに、温度検出部による検出結果に基づいて、第３の配管によって導かれるキャリアガスの温度を制御することを特徴とする。
第２の発明では、温度検出部で、第２の配管上を導かれる処理ガスの温度が検出される。制御部は、この検出結果を用いることができるので、第３の配管によって導かれるキャリアガスの流量をより適切にフィードバック制御することができ、基板に対してより好適な基板処理を施すことができる。
第３の発明は、第２の発明において、温度検出部による検出結果に基づいて、吐出部から吐出される処理ガスの温度を制御する処理ガス温度制御部をさらに備える。
第３の発明では、吐出部の直前において処理ガスの温度が制御されるので、基板に対して所望の温度を有する処理ガスを供給することができる。これによって、本基板処理装置は基板に対してより好適な基板処理を施すことができる。
【００１４】
第４の発明は、第１の発明において、基板処理装置は、第２の配管に介設されており、蒸発槽から送出された後、第２の配管内を導かれる処理ガスの温度を検出する温度検出部をさらに備える。ここで、制御部はさらに、温度検出部による検出結果に基づいて、蒸発槽内で処理液が加熱される温度、第１の配管によって導かれるキャリアガスの温度、及び当該第１の配管によって導かれるキャリアガスの流量の内、少なくとも一つを制御する。
【００１５】
第５の発明は、所定の処理蒸気とキャリアガスとが混合されて生成される処理ガスを、チャンバに収容された基板に供給し、当該処理蒸気に基づく所定の基板処理を当該基板に対して実行する基板処理装置であって、外部から供給されるキャリアガスを導く第１の配管と、予め貯留している処理液を加熱して処理蒸気を内部で生成し、第１の配管によって導かれてくるキャリアガスが供給された場合には、内部の処理蒸気とキャリアガスとを混合して処理ガスを生成し、送出する蒸発槽と、蒸発槽及びチャンバを接続し、蒸発槽から送出された処理ガスをチャンバに導く第２の配管と、チャンバ内に設置されており、第２の配管により導かれる処理ガスを基板に吐出して供給する吐出部と、第２の配管に介設されており、蒸発槽から送出された後、第２の配管内を導かれる処理ガスの温度を検出する第１の温度検出部と、第１の温度検出部と吐出部との間で第２の配管と接続されており、外部から供給されるキャリアガスを導いて、当該接続箇所において蒸発槽内で生成された処理ガスを自身が導くキャリアガスで希釈する第３の配管と、接続箇所と吐出部との間で第２の配管に介設されており、当該接続箇所において希釈された処理ガスの温度を検出する第２の温度検出部と、第２の温度検出部と吐出部との間で第２の配管に介設されており、当該第２の配管内を導かれる希釈された処理ガス内に含まれる処理蒸気の濃度を検出する濃度検出部とを備え、濃度検出部による検出結果に基づいて、第１の配管によって導かれるキャリアガスの流量を制御し、濃度検出部による検出結果に基づいて、第３の配管によって導かれるキャリアガスの流量を制御し、第１の温度検出部による検出結果に基づいて、蒸発槽内で処理液が加熱される温度及び第１の配管によって導かれるキャリアガスの温度を制御し、さらに、第２の温度検出部による検出結果に基づいて、第３の配管によって導かれるキャリアガスの温度を制御することを特徴とする。
【００１６】
第５の発明では、第１の温度検出部は、蒸発槽から送出された処理ガスの温度を直接的に検出し、その検出結果を制御部にフィードバックする。第２の温度検出部は、接続箇所において希釈された処理ガスの温度を直接的に検出し、その検出結果を制御部にフィードバックする。さらに、濃度検出部は、この希釈された処理ガス内に含まれる処理蒸気の濃度を直接的に検出し、その検出結果を制御部にフィードバックする。そのため、第５の発明は、蒸発槽内で処理液が加熱される温度、第１の配管によって導かれるキャリアガスの温度、当該第１の配管によって導かれるキャリアガスの流量、第３の配管によって導かれるキャリアガスの温度、及び当該第３の配管によって導かれるキャリアガスの流量を正確に制御でき、その結果、基板に対して所望の基板処理を施すことができる。
【００１７】
第６の発明は、第５の発明において、第２の温度検出部による検出結果に基づいて、吐出部から吐出される処理ガスの温度を制御する温度制御部をさらに備える。
第６の発明では、吐出部の直前において処理ガスの温度が制御されるので、基板に対して所望の温度を有する処理ガスを供給することができる。これによって、本基板処理装置は、基板に対してより好適な基板処理を施すことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を示す図である。図１において、基板処理装置は、蒸発槽１と、処理槽２を収容するチャンバ３と、中央演算処理部４と、入力部５と、第１〜第３の配管６１〜６３と、第１〜第４の温度センサ７１〜７４と、第１〜第４の温度制御部８１〜８４と、第１〜第４のヒータ９１〜９４と、濃度検出センサ１０１と、第１及び第２のマスフローコントローラ１１１及び１１２とを備える。なお、以下の説明では、第１〜第４の温度制御部８１〜８４は、第１〜第４のＴＣ（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）８１〜８４と称し、第１及び第２のマスフローコントローラ１１１及び１１２は、第１及び第２のＭＦＣ（Ｍａｓｓ Ｆｌｏｗ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１１１及び１１２と称することとする。また、基板処理装置の外部には、窒素供給源１３が設置される。次に、基板処理装置が備える各部をより具体的に説明する。
【００１９】
まず、窒素供給源１３は、窒素ガスを内部に貯留している。この窒素ガスは、典型的な基板処理工程では、チャンバ３をパージしたり、配管をウォームアップしたりする等様々な用途に用いられるが、本基板処理装置では、主として、キャリアガスとして用いられる。また、この窒素供給源１３は、第１の配管６１の一方端と接続されており、外部から加圧されることにより、内部に貯留している窒素ガスを、当該第１の配管６１に送出する。
【００２０】
第１の配管６１は、まず、窒素供給源１３から送り込まれた窒素ガスを２分岐する。２分岐された一方の窒素ガスは、第３の配管６３（後述）によって導かれる。他方の窒素ガスは、そのまま第１の配管６１によって導かれ、当該第１の配管６１の他方端に接続されている蒸発槽１（後述）に供給される。この第１の配管６１には第１のＭＦＣ１１１が介設される。第１のＭＦＣ１１１は、後述するような中央演算処理部４の制御下で、内部のコントロールバルブ１１１１を制御し、第１の配管６１に導かれる窒素ガスの流量を所定流量ＱMFC1に調節する。また、第１の配管６１の他方端近傍には、後述するような第１のＴＣ８１の制御下で、第１の配管６１内を導かれる窒素ガスを加熱する第１のヒータ９１が設置されている。
【００２１】
蒸発槽１には、液状のＩＰＡまたはその他の処理液が予め貯留されており、さらに、後述するような第２のＴＣ８２の制御下で、液状ＩＰＡを加熱する第２のヒータ９２が設けられている。さらに、蒸発槽１には、液状ＩＰＡの実際の温度を測定して、その測定結果をＴDET4として第２のＴＣ８２に出力する第４の温度センサ７４が設けられている。第２のヒータ９２による加熱の結果、蒸発槽１内では液状ＩＰＡが蒸発する。また、この蒸発槽１には、第１の配管６１を通じて窒素ガス（流量ＱMFC1）が供給される。その結果、蒸発槽１内では、ＩＰＡの蒸気と窒素ガスとの混合ガス（以下、処理ガスと称す）が生成される。さらに、この蒸発槽１は、第２の配管６２の一方端と接続されており、内部で生成した処理ガスを、当該第２の配管６２に送出する。この第２の配管６２に送出される処理ガスの流量は、ＩＰＡの蒸気の流量をＱIPA とすると、ＱMFC1＋ＱIPA となる。
【００２２】
上述したように、第３の配管６３は、その一方端が第１の配管６１と接続されており、２分岐された一方の窒素ガスを導く。この第３の配管６３の他方端は、第２の配管６２と接続される。この第３の配管６３には第２のＭＦＣ１１２が介設される。第２のＭＦＣ１１２は、後述するような中央演算処理部４の制御下で、内部のコントロールバルブ１１２１を制御し、第３の配管６３に導かれる窒素ガスの流量を所定流量ＱMFC2に調節する。また、第３の配管６３の他方端近傍には、後述するような第３のＴＣ８３の制御下で、第３の配管６３内を導かれる窒素ガスを加熱する第３のヒータ９３が設置されている。
【００２３】
第２の配管６２は、その他方端がチャンバ３内の２個の吐出管３１（後述）と接続されており、当該吐出管３１から吐出されるべき処理ガスを導く。まず、この第２の配管６２の一方端近傍（蒸発槽１の近傍）には、蒸発槽１から送出された直後の処理ガスが有する実際の温度を測定して、その測定結果をＴDET1として第１及び第２のＴＣ８１及び８２に出力する第１の温度センサ７１が設置される。このＴDET1は、第１及び第２のＴＣ８１及び８２が第１及び第２のヒータ９１及び９２の温度を制御する時に用いられる。さらに、この第２の配管６２の一方端近傍には第３の配管６３が接続される。この接続箇所において、蒸発槽１から送出された処理ガスは、第３の配管６３によって導かれてくる窒素ガスによって希釈され、希釈された処理ガスの流量（以下、総流量と称す）は、ＱMFC1＋ＱMFC2＋ＱIPA ＝Ｑtotal となる。ところで、処理槽１から送出された直後の処理ガスは、飽和蒸気であり結露しやすいが、第３の配管６３を導かれてくる窒素ガスにより希釈されることにより、当該処理ガスに含まれるＩＰＡ蒸気は結露しにくくなる。なお、ＩＰＡ蒸気の結露を防止するという観点からは、第３の配管６３は、可能な限り蒸発槽１と近い箇所で第２の配管６２と接続されることが好ましい。
【００２４】
また、第２及び第３の配管６２及び６３の接続箇所の近傍には、当該接続箇所で希釈された処理ガスが有する実際の温度を測定し、その測定結果をＴDET2として第３のＴＣ８３に出力する第２の温度センサ７２が設置される。このＴDET2は、第３のＴＣ８３が第３のヒータ９３の温度を制御する時に用いられる。また、第２の配管６２の他方端近傍（チャンバ３の近傍）には、希釈された処理ガス内に含まれるＩＰＡ蒸気の実際の濃度を測定して、その測定結果をＣDET として中央演算処理部４に出力する濃度検出センサ１０１が介設される。このＣDET は、中央演算処理部４が第１及び第２のＭＦＣ１１１及び１１２の流量を制御する時に用いられる。この濃度検出センサ１０１は、典型的には光学式又は燃焼式のものが用いられる。また、第２の配管６２の他方端近傍には、後述するような第４のＴＣ８４の制御下で、希釈された処理ガスを加熱する第４のヒータ９４と、当該第４のヒータ９４により加熱された処理ガスが有する実際の温度を測定して、その測定結果をＴDET3として第４のＴＣ８４に出力する第３の温度センサ７３とが設置される。このＴDET3は、第４のＴＣ８４が第４のヒータ９４を制御する時に用いられる。
【００２５】
この第２の配管６２を導かれる希釈された処理ガスは、最終的にチャンバ３内に導入される。このチャンバ３は、前述したように処理槽２を内部に収容しており、さらに複数の吐出口（図示せず）を備えた吐出管３１を含んでいる。処理槽２は、各種工程からなる基板処理工程が施される基板Ｗを収容する。吐出管３１は、上述したように第２の配管６２の他方端と接続されており、希釈された処理ガスを処理槽２内の基板Ｗに対して複数の吐出口から吐出して供給する。
【００２６】
次に、中央演算処理部４について説明する。中央演算処理部４には、図２に示すように、ＣＰＵ４１と、ＲＯＭ４２と、ＲＡＭ４３と、インターフェイス部４４とが通信可能に接続される。ＣＰＵ４１は、後述するようにして本基板処理装置の動作を統括的に制御する。ＲＯＭ４２には、本基板処理装置の動作のための制御プログラム４２１が格納されている。ＲＡＭ４３は、ＣＰＵ４１の動作のための作業領域として用いられる。インターフェイス部４４は、中央演算処理部４の外部の、第１〜第４のＴＣ８１〜８４、濃度検出センサ１０１、第１及び第２のＭＦＣ１１１及び１１２並びに入力部５と通信可能に接続される。入力部５は、ディスプレイやキーボード等を含んでおり、これによって、本基板処理装置のための制御パラメータがオペレータによって設定される。
【００２７】
以上のように構成される本基板処理装置の動作を、以下説明する。なお、以下の説明では、中央演算処理部４は、内部のＣＰＵ４１がＲＯＭ４２内に予め格納される制御プログラム４２１に従って、ＲＡＭ４３を作業領域として用いて動作することを予め指摘しておく。
【００２８】
まず最初に、ＣＰＵ４１は、制御プログラム４２１に含まれており、上述の制御パラメータを設定するための処理プログラム（いわゆる、レシピ）を起動し、制御パラメータ設定のための画面を入力部５のディスプレイに表示する。この表示に応答して、オペレータは、入力部５のディスプレイ上に上述の画面が表示されると、各種制御パラメータを設定しなければならないが、本実施形態に特に必要とされるものは、吐出管３１から吐出される処理ガスの総流量Ｑtotal 、吐出管３１から吐出される処理ガスの温度Ｔgas 及び処理ガス内に含まれるＩＰＡの濃度ＣIPA である。本基板処理装置は、基板Ｗに供給する処理ガスの濃度及び温度を、３個の制御パラメータＱtotal 、Ｔgas 及びＣIPA に基づいて調節することにより、当該基板Ｗに対してオペレータの希望通りの基板処理を実行する。ＣＰＵ４１は、オペレータにより設定された３個の制御パラメータを、入力部５よりインターフェイス部４４を介して受け取った後、ＲＡＭ４３に格納する。その後、本基板処理装置による基板処理工程が開始される。この基板処理工程は、大略的には、スタンバイ、薬液処理、基板洗浄処理及び基板乾燥処理の工程に分けられるが、本基板処理装置の特徴は基板乾燥処理工程に向けられている。そのため、他の３工程については簡単に説明する。
【００２９】
基板処理が開始されると、中央演算処理部４のＣＰＵ４１は、制御プログラム４２１に従ってスタンバイ工程を実行する。まず、ＣＰＵ４１は、制御プログラム４２１に予め設定されている一定の温度Ｔ0 を、インターフェイス部４４を介して、第１〜第３のＴＣ８１〜８３に通知する。この一定温度Ｔ0 は、蒸発槽１内に貯留されている液状のＩＰＡの飽和蒸気圧に関連して、適当な温度に選ばれる（例えば、６６℃程度）。つまり、一定温度Ｔ0 が相対的に低い値であると、この飽和蒸気圧も低くなり、後述する基板乾燥処理工程において蒸発槽１内で生成されるＩＰＡ蒸気の流量を確保しにくくなる。その結果、オペレータにより設定される処理ガスの総流量Ｑtotal 及びそれに含まれるＩＰＡの濃度ＣIPA が確保しにくくなるという問題点が発生する。そのため、一定温度Ｔ0 は、好ましくは、このような問題点が発生しないような適当な温度に選ばれる。なお、本実施形態は、説明の簡素化の観点から、制御プログラム４２１にこの一定温度Ｔ0 が予め設定されているとして説明するが、当該一定温度Ｔ0 は、オペレータにより入力部５を通じて設定されるように、基板処理装置を構成してもよい。
【００３０】
第１〜第３のＴＣ８１〜８３は、ＣＰＵ４１により通知された一定温度Ｔ0 を内部に保持すると共に、第１〜第３のヒータ９１〜９３の加熱温度を一定温度Ｔ0 に調節する。これによって、第１のヒータ９１は第１の配管６１を一定温度Ｔ0 で加熱し始め、第２のヒータ９２は蒸発槽１内の液状ＩＰＡを一定温度Ｔ0 で加熱し始め、第３のヒータ９３は第３の配管６３を一定温度Ｔ0 で加熱し始める。このような加熱は、以降の一連の基板処理工程の間中ずっと行われる。
このスタンバイ工程では、制御プログラム４２１に予め設定されている微小流量Ｑ0 （例えば、１０［ｌ／ｍｉｎ］）の窒素ガスが、第３の配管６３及び第２の配管６２内に導かれる。この微小流量Ｑ0 の窒素ガスは、第３のヒータ９３によって加熱されるので、第２の配管６２は加熱される。これによって、後工程である基板乾燥処理工程でＩＰＡ蒸気を含む処理ガスが第２の配管６２内を導かれても、当該ＩＰＡ蒸気が結露しにくくなる。なお、このスタンバイ工程ではＩＰＡ蒸気が必要とされないので、微小流量の窒素ガスは第１の配管６１に導かれな
い。
【００３１】
次に、前工程が施された基板Ｗが搬送ロボット（図示せず）により処理槽２内の所定位置に収容される。その後、薬液処理工程と基板洗浄処理工程とが所定回数繰り返し実行される。より具体的には、各基板Ｗが収容された処理槽２内に、所定の薬液（エッチング液等）が供給され、各基板Ｗが薬液中に浸漬される。その結果、当該各基板Ｗに対して薬液処理工程が実行される。薬液処理工程が終了すると、各基板Ｗが収容された処理槽２内に、洗浄液（純水等）が供給され、処理槽２内に貯留されている薬液を洗浄液に置換して、各基板Ｗを洗浄する。このようにしてな薬液処理工程及び基板洗浄処理工程は必要な回数繰り返し行われる。なお、図１には、薬液処理工程及び基板洗浄処理工程に必要となる構成（例えば、薬液供給源、純水供給源、並びに薬液及び純水供給のための配管）は、本基板処理装置の特徴的な構成でないため、図示されていない。
【００３２】
この薬液処理工程及び基板洗浄処理工程では、必要に応じてチャンバ３内がパージされる。このパージのタイミングになると、制御プログラム４２１に予め設定されている流量Ｑ1 （例えば、１００［ｌ／ｍｉｎ］）の窒素ガスが、途中の第３のヒータ９３によって加熱された上で、第３の配管６３及び第２の配管６２内に導かれる。この第２の配管６２内を導かれる窒素ガス（流量Ｑ1 ）は最終的に吐出管３１からチャンバ３内に吐出され、これによってチャンバ３内はパージされる。
【００３３】
薬液処理工程及び基板洗浄処理工程が必要な回数繰り返された後、基板処理装置は、基板乾燥処理工程に移行し、現在処理槽２に貯留されている純水を処理１槽の外部に排出すると同時に、蒸発槽１で生成された処理ガスを処理槽２内の各基板Ｗに供給する。処理ガス内に含まれるＩＰＡは、各基板表面上に残溜しようとする純水の液滴と置換した後、蒸発する。その結果、各基板の表面に液滴を残すことなく当該各基板は十分に乾燥する。このようにして、基板処理装置では基板乾燥処理工程が行われる。この基板乾燥処理工程において、基板処理装置は、以下のようにして、処理ガスの温度制御及び濃度制御を実行する。
【００３４】
前述したように、現在、本基板処理装置のＲＡＭ４３（作業領域）には、総流量Ｑtotal 、温度Ｔgas 及び濃度ＣIPA が格納されている。中央演算処理部４のＣＰＵ４１は、基板乾燥処理工程に必要な処理ガスを生成する場合、まず最初に、処理ガス内に含まれるＩＰＡ蒸気の濃度を初期設定するために、第１の配管６１に導かれる窒素ガスの流量ＱMFC1、及び第３の配管６３に導かれる窒素ガスの流量ＱMFC2を制御プログラム４２１に従って決定する。そのため、ＣＰＵ４１は、現在ＲＡＭ４３に格納されている総流量Ｑtotal と濃度ＣIPA とをかけ算して、今回基板Ｗに供給する処理ガス内に含まれていなければならないＩＰＡ蒸気の流量ＱIPA を求める。例えば、オペレータが、前述したレシピに従って、Ｑtotal を１００［ｌ／ｍｉｎ］と、また濃度ＣIPA を５％と設定したと仮定する。この仮定に従えば、流量ＱIPA は５［ｌ／ｍｉｎ］となる。
【００３５】
ところで、前述したように、蒸発槽１内の液状ＩＰＡは、一定温度Ｔ0 （本実施形態では、６６℃）になるように加熱されている。液状ＩＰＡの飽和蒸気圧は、温度に対して一義的な値を有している。今、この一定温度Ｔ0 下におけるＩＰＡの飽和蒸気圧をＸ0 ％とする。また、この液状ＩＰＡの飽和蒸気圧は、今回必要なＩＰＡの流量ＱIPA と、蒸発槽１内から送出された処理ガスの流量（ＱMFC1＋ＱIPA ）との比で表せるので次式（１）が成立し、ＱMFC1は次式（２）により求まる。
Ｘ0 ＝ＱIPA ／（ＱMFC1＋ＱIPA ）…（１）
ＱMFC1＝ＱIPA ×（１−Ｘ0 ）／Ｘ0 …（２）
ここで、液状ＩＰＡの飽和蒸気圧Ｘ0 は、既知の物理量であり、本実施形態では、制御プログラム４２１は、図２に示すように、液状ＩＰＡの温度Ｔ0 に対する飽和蒸気圧Ｘ0 の値が予め記載されたテーブル４２２（図３参照）を予め含んでいる。今、このテーブル４２２に記載されているように（図３参照）、飽和蒸気圧Ｘ0 は、温度Ｔ0 ＝６６℃では５０％であると仮定する。なお、ここで、この飽和蒸気圧Ｘ0 は正しい値ではなく、説明の簡素化の観点から、このような値を仮定していることを注釈しておく。この仮定に従えば、上式（２）より、ＱMFC1は５［ｌ／ｍｉｎ］となる。
【００３６】
また、蒸発槽１から送出される処理ガス（流量ＱMFC1＋ＱIPA ）は、第２の配管６２及び第３の配管６３の接続箇所において、当該第３の配管６３により導かれる窒素ガス（流量ＱMFC2）により希釈される。故に、最終的に基板Ｗに供給される処理ガスの総流量Ｑtotal は次式（３）で表されため、ＱMFC2は次式（４）より求まる。
Ｑtotal ＝ＱMFC1＋ＱMFC2＋ＱIPA …（３）
ＱMFC2＝Ｑtotal −（ＱMFC1＋ＱIPA ）…（４）
上述の仮定に従えば、上式（４）より、ＱMFC2は９０［ｌ／ｍｉｎ］となる。
【００３７】
中央演算処理部４のＣＰＵ４１は、上述のようにして求めた流量ＱMFC1（本実施形態では５［ｌ／ｍｉｎ］）を、インターフェイス部４４を介して第１のＭＦＣ１１１に通知し、また流量ＱMFC2（本実施形態では９０［ｌ／ｍｉｎ］）をインターフェイス部４４を介して第２のＭＦＣ１１２に通知する。第１及び第２のＭＦＣ１１１及び１１２は、通知された流量ＱMFC1及びＱMFC2に従って、第１及び第３の配管６１及び６３内で流量ＱMFC1及びＱMFC2が得られるように内部のコントロールバルブ１１１１及び１１２１を開く。
【００３８】
その後、窒素供給源１３は、所定流量であって常温の窒素ガスを送出する。窒素供給源１３から送出された窒素ガスは、直後に２分岐されて、第１及び第３の配管６１及び６３によって導かれる。まず、第１の配管６１内を導かれる窒素ガスは、第１のＭＦＣ１１１によって流量ＱMFC1に制御され、さらに第１のヒータ９１により一定温度Ｔ0 になるように加熱された後に、蒸発槽１に導入される。蒸発槽１内には、前述したようにＩＰＡ蒸気が発生している。ＩＰＡ蒸気を生成している蒸発槽１内に窒素ガス（キャリアガス）が導入されると、処理ガスつまりＩＰＡ蒸気と窒素ガスとの混合ガスが生成される。この生成された処理ガスは、蒸発槽１から第２の配管６２に送出される。一方、第３の配管６３内を導かれる窒素ガスは、第２のＭＦＣ１１２によって流量ＱMFC2に制御され、さらに第３のヒータ９３により一定温度Ｔ0 になるように加熱された後に、第２の配管６２に導入される。
【００３９】
よって、蒸発槽１から送出された処理ガスは、第３の配管６３内を導かれてくる窒素ガスによって、第２の配管６２と当該第３の配管６３との接続箇所で希釈され、その結果、希釈された処理ガスの流量は、（ＱMFC1＋ＱMFC2＋ＱIPA ）＝Ｑtotal となり、また、希釈された処理ガス内のＩＰＡ蒸気の濃度は、上述からも明らかなように、ＱIPA ／（ＱMFC1＋ＱMFC2＋ＱIPA ）＝ＣIPA となる。この希釈された処理ガスは、第２の配管６２内を吐出管３１へと導かれていき、やがて、第４のヒータ９４により温度Ｔgas に昇温された後に、吐出管３１から基板Ｗに供給される。その結果、基板処理装置内では、上述した乾燥処理工程（ドレン乾燥）が実行される。以上の説明からも明らかなように、基板Ｗに供給される処理ガスの温度はＴgas であり、当該処理ガス内に含まれるＩＰＡ蒸気の濃度はＣIPA であり、当該処理ガスの総流量はＱtotal である。これらはオペレータにより設定された制御パラメータそのものである。このように、本基板処理装置では、処理ガス内のＩＰＡ蒸気の濃度は、総流量に対する、第１及び第３の配管６１及び６３の流量の比率により決まり、従来のように蒸発槽内の液状ＩＰＡの温度では決まらない。このように、本基板処理装置は、熱容量が大きい液状ＩＰＡの蒸発条件を変更することなく処理ガス内のＩＰＡ蒸気の濃度を制御できるので、迅速にオペレータの希望通りにＩＰＡ蒸気の濃度を制御することができる。
【００４０】
本基板処理装置では、処理ガスは、上述のようにして生成され、吐出管３１から基板Ｗに対して供給される。さらに、本基板処理装置は、処理ガスを生成している間中ずっと、当該基板Ｗに供給される処理ガス内に含まれるＩＰＡ蒸気の濃度と、第１〜第４のヒータ９１〜９４の加熱温度とを、以下のようにして制御している。
【００４１】
まず、ＩＰＡ蒸気の濃度制御について説明する。前述したように、第２の配管６２上には、濃度検出センサ１０１が設けられている。この濃度検出センサ１０１は、基板Ｗに対して供給される処理ガス内に含まれるＩＰＡ蒸気の濃度を常時測定しており、その測定結果をＣDET として中央演算処理部４に出力する。中央演算処理部４のＣＰＵ４１（図２参照）は、インターフェイス部４４を介してＣDET を受け取る。また、中央演算処理部４のＲＡＭ４２には、オペレータにより設定された今回必要なＩＰＡの濃度であるＣIPA （目標値）が保持されている。ＣＰＵ４２は、目標値であるＣIPA と実際の濃度ＣDET との間の偏差に基づいて、好ましくはＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ−ｐｌｕｓ−ｉｎｔｅｇｒａｌ−ｐｌｕｓ−ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）動作を実行して、第１のＭＦＣ１１１の流量を微調整する。このように、第１のＭＦＣ１１１の流量は、濃度検出センサ１０１の測定結果ＣDET に基づいてフィードバック制御される。ここで、第１のＭＦＣ１１１の流量ＱMFC1を微調整し、第２のＭＦＣ１１２の流量ＱMFC2を微調整しない場合、基板Ｗに供給される処理ガスの総流量Ｑtotal は変化する。しかしながら、第１のＭＦＣ１１１の調整量は微小であるため、第２のＭＦＣ１１２の流量ＱMFC2を微調整して、常時一定の総流量Ｑtotal を得る必要性は少ない。ただし、一定の総流量Ｑtotal を得ることができるように、第２のＭＦＣ１１２の流量ＱMFC2も微調整してもよい。
このように、本基板処理装置は、ＩＰＡ蒸気の現在の濃度を直接測定し、その測定結果に基づいて、少なくとも第１のＭＦＣ１１１の流量ＱMFC1を微調整するためにフィードバック制御している。これによって、オペレータの希望通りの基板乾燥処理を基板Ｗに対して施すことができる。
【００４２】
第１のヒータ９１の温度制御について説明する。前述したように、第２の配管６２上には、第１の温度センサ７１が設けられている。この第１の温度センサ７１は、蒸発槽１から送出された直後の処理ガスが有する実際の温度を常時測定しており、その測定結果をＴDET1として第１のＴＣ８１に出力する。第１のＴＣ８１には、ＣＰＵ４１によって通知された一定温度Ｔ0 が保持されている。第１のＴＣ８１は、一定温度Ｔ0 と実際の温度ＴDET1との間の偏差に基づいて、好ましくはＰＩＤ動作を実行して、第１のヒータ９１の加熱温度を微調整するためのフィードバック制御を実行する。このように、第１の配管６１を導かれる窒素ガスは、蒸発槽１から送出される処理ガスの温度が一定温度Ｔ0 になるように加熱されるため、処理ガスの温度によって決まるＩＰＡ蒸気の濃度もまた、オペレータの希望通りに一定濃度に制御できるようになる。そのため、本基板処理装置では、従来のように、蒸発槽１に窒素ガスが導入されることによるＩＰＡ蒸気の濃度変化が起こりにくくなる。これによって、オペレータの希望通りの基板乾燥処理工程を基板Ｗに対して施すことができる。
【００４３】
次に、第２のヒータ９２の温度制御について説明する。上述した第１の温度センサ７１は、ＴDET1を第２のＴＣ８２にも出力する。第２のＴＣ８２にも、前述したように一定温度Ｔ0 が保持されている。第２のＴＣ８２もまた、第１のＴＣ８１と同様に、好ましくはＰＩＤ動作を実行して、第２のヒータ９２の加熱温度を微調整するためのフィードバック制御を実行する。このように、蒸発槽１に貯留されている液状のＩＰＡは、蒸発槽１から送出される処理ガスの温度が一定温度Ｔ0 になるように加熱されるため、処理ガスの温度によって決まるＩＰＡ蒸気の濃度もまた、オペレータの希望通りに一定温度に制御できるようになる。これによって、オペレータの希望通りの基板乾燥処理を基板Ｗに対して施すことができる。
【００４４】
次に、第３のヒータ９３の温度制御について説明する。前述したように、第２の配管６２には、第２の温度センサ７２が設けられている。この第２の温度センサ７２は、希釈された処理ガス（流量Ｑtotal ）の実際の温度を常時測定しており、その測定結果をＴDET2として第３のＴＣ８３に出力する。第３のＴＣ８３にも、前述したように一定温度Ｔ0 が保持されている。第３のＴＣ８３は、一定温度Ｔ0 と実際の温度ＴDET2との間の偏差に基づいて、好ましくは上述のＰＩＤ動作を実行して、第３のヒータ９３の加熱温度を微調整するためのフィードバック制御を実行する。このように、第３の配管６３を導かれる窒素ガスは、希釈された処理ガスの温度が一定温度Ｔ0 になるように加熱されるため、希釈された処理ガスの温度低下を招かない。そのため、希釈された処理ガスの温度によって決まるＩＰＡ蒸気の濃度は、オペレータの希望通りに一定濃度に制御できるようになる。これによって、オペレータの希望通りの基板乾燥処理を基板Ｗに対して施すことができる。
【００４５】
以上説明したように、このように、本基板処理装置は、蒸発槽１内に貯留されている液状ＩＰＡの温度に基づいて処理ガス内のＩＰＡ蒸気の濃度を制御するのではなく、第２の配管６２を導かれる処理ガス自体の濃度を測定し、この測定結果に基づいて、第１の配管６１内を導かれる窒素ガスの流量を少なくとも微調整して処理ガス内のＩＰＡ蒸気の濃度を制御している。そのため、本基板処理装置は、基板Ｗに対してオペレータの希望通りの基板乾燥処理を施すことができる。また、ＩＰＡ蒸気の濃度制御において、液状ＩＰＡの温度及び第１の配管６１を導かれる窒素ガスは、蒸発槽１から送出された直後の処理ガスが有する温度に基づいて一定温度Ｔ0 にフィードバック制御されている。これによって、蒸発槽１内の液状ＩＰＡの温度は窒素ガスが蒸発槽１内に導入されても変化しにくく、つまり処理ガス内のＩＰＡ蒸気はオペレータの希望通りの濃度を常に有しているため、本基板処理装置は、基板Ｗに対してオペレータの希望通りの基板乾燥処理を施すことができる。
【００４６】
次に、第４のヒータ９４の温度制御について説明する。前述したように、第２の配管６２上には、第３の温度センサ７３が設けられている。この第３の温度センサ７３は、希釈された処理ガス（流量Ｑtotal ）の実際の温度を常時測定しており、その測定結果をＴDET3として第４のＴＣ８４に出力する。第４のＴＣ８４には、前述したように基板Ｗに対して供給する処理ガスの温度Ｔgas が保持されている。第４のＴＣ８４は、所定温度Ｔgas と実際の温度ＴDET4との間の偏差に基づいて、好ましくは上述のＰＩＤ動作を実行して、第４のヒータ９４の加熱温度を微調整するためのフィードバック制御を実行する。このように、第４のヒータ９４は、吐出管３１の直前において、基板Ｗに供給される処理ガスが有する実際の温度に基づいてフィードバック制御される。そのため、当該処理ガスの温度は常に、オペレータが希望する温度Ｔgas に保たれる。上述した基板乾燥処理工程においては、処理ガス内のＩＰＡ蒸気の濃度だけでなく、当該処理ガスの温度もまた、基板Ｗの乾燥時間に関わってくる。つまり、供給される処理ガスの温度によって、基板Ｗ自体の温度が上昇し、当該基板Ｗに形成された細かな溝等に入り込んだ液滴を蒸発させることが可能となる。これによって、オペレータの期待通りの基板乾燥処理を基板Ｗに対してより好適に施すことができる。
【００４７】
次に、一連の基板処理工程が終了し、新たな基板処理工程に移行する場合において、本基板処理装置は、処理ガスの総流量を一定に保ちつつ、処理ガス内のＩＰＡ蒸気の濃度を変更するためには、以下の動作を実行する。まず最初に、オペレータは、前述したレシピに従って、新しい３個の制御パラメータＱtotal 、Ｔgas 及びＣIPA を設定する。次に、基板処理装置は、スタンバイ工程を実行し、薬液処理工程及び基板洗浄処理工程を必要な回数繰り返し実行した後、基板乾燥処理工程に移行する。基板乾燥処理工程に移行した時点では、本基板処理装置のＲＡＭ４３（作業領域）には、総流量Ｑtotal 、温度Ｔgas 及び濃度ＣIPA が格納されている。前述したように、基板処理装置は、まず最初に、流量ＱMFC1及び流量ＱMFC2を初期設定する。そのため、ＣＰＵ４１は、総流量Ｑtotal と濃度ＣIPA とをかけ算して流量ＱIPA を求める。例えば、オペレータが、今回、レシピに従って、Ｑtotal を１００［ｌ／ｍｉｎ］と、また濃度ＣIPA を１０％と設定したと仮定すると、流量ＱIPA は１０［ｌ／ｍｉｎ］となる。
【００４８】
蒸発槽１内の液状ＩＰＡは、一定温度Ｔ0 （飽和蒸気圧Ｘ0 ％）になるように加熱されている。この時、ＱMFC1は、前式（２）より１０［ｌ／ｍｉｎ］となる。また、ＱMFC2は、前式（４）より、８０［ｌ／ｍｉｎ］となる。基板処理装置の第１のＭＦＣ１１１及び第２のＭＦＣ１１２は、上述のようにして求めた流量ＱMFC1（本実施形態では１０［ｌ／ｍｉｎ］）及び流量ＱMFC2（本実施形態では８０［ｌ／ｍｉｎ］）が得られるように内部のコントロールバルブ１１１１及び１１２１を開く。
【００４９】
このように、本基板処理装置は、蒸発槽１内に導入する窒素ガスの流量、及び第３の配管６３を導かれる窒素ガスの流量を変更することにより、処理ガスの総流量を一定に保ちつつ、処理ガス内のＩＰＡ蒸気の濃度を変更することができる。このように、本基板処理装置では、熱容量の大きな液状ＩＰＡ（蒸発槽１内に貯留）の温度を変更する必要がない。そのため、本基板処理装置によれば、次の基板処理工程に短時間で容易に移行できる。
【００５０】
また同様に、前回の基板処理工程から新たな基板処理工程に移行する場合において、本基板処理装置は、処理ガス内のＩＰＡ蒸気の濃度を一定に保ちつつ処理ガスの総流量を変更するためには、以下の動作を実行する。まず最初に、オペレータは、前述したレシピに従って、新しい３個の制御パラメータＱtotal 、Ｔgas 及びＣIPA を設定する。次に、基板処理装置は、スタンバイ工程を実行し、薬液処理工程及び基板洗浄処理工程を必要な回数繰り返し実行した後、基板乾燥処理工程に移行する。この移行時、本基板処理装置のＲＡＭ４３（作業領域）には、総流量Ｑtotal 、温度Ｔgas 及び濃度ＣIPA が格納されている。前述したように、基板処理装置は、まず最初に、流量ＱMFC1及び流量ＱMFC2を初期設定する。そのため、ＣＰＵ４１は、総流量Ｑtotal と濃度ＣIPA とをかけ算して流量ＱIPA を求める。例えば、オペレータが、今回、レシピに従って、Ｑtotal を２００［ｌ／ｍｉｎ］と、濃度ＣIPA を１０％と設定したと仮定する。この仮定に従えば、流量ＱIPA は２０［ｌ／ｍｉｎ］となる。
【００５１】
蒸発槽１内の液状ＩＰＡは、一定温度Ｔ0 （飽和蒸気圧Ｘ0 ）になるように加熱されている。この時、ＱMFC1は、前式（２）より２０［ｌ／ｍｉｎ］となる。また、ＱMFC2は、前式（４）より、１６０［ｌ／ｍｉｎ］となる。基板処理装置の第１のＭＦＣ１１１及び第２のＭＦＣ１１２は、上述のようにして求めた流量ＱMFC1（本実施形態では２０［ｌ／ｍｉｎ］）及び流量ＱMFC2（本実施形態では１６０［ｌ／ｍｉｎ］）が得られるように内部のコントロールバルブ１１１１及び１１２１を開く。
【００５２】
このように、本基板処理装置は、蒸発槽１内に導入する窒素ガスの流量、及び第３の配管６３を導かれる窒素ガスの流量を変更することにより、処理ガス内のＩＰＡ蒸気の濃度を一定に保ちつつ処理ガスの総流量を変更することができる。このように、本基板処理装置では、熱容量の大きな液状ＩＰＡ（蒸発槽１内に貯留）の温度を変更する必要がない。そのため、本基板処理装置によれば、次の基板処理工程に短時間で容易に移行できる。
【００５３】
なお、上述した基板処理装置では、第１の温度センサ７１がその検出結果ＴDET1を第１及び第２のＴＣ８１及び８２に出力するようにし、第１及び第２のＴＣ８１及び８２はＴDET1に基づいて、第１及び第２のヒータ９１及び９２の加熱温度をフィードバック制御していた。しかしながら、基板処理装置は、第１及び第２のヒータ９１及び９２の加熱温度をフィードバック制御するために、第１の温度センサ７１に代えて、濃度検出センサを用いてもよい。この濃度検出センサは、蒸発槽１から送出された処理ガス内に含まれるＩＰＡの実際の濃度を測定する。前述したように、蒸発槽１から送出された直後の処理ガスは飽和蒸気であるため、ＩＰＡ蒸気の濃度を測定できれば、当該処理ガスの温度は一義的に求められる。したがって、第１及び第２のＴＣ８１及び８２は、この濃度検出センサの測定結果に基づいて、第１及び第２のヒータ９１及び９２の加熱温度をフィードバック制御することもできる。
【００５４】
また、上述した基板処理装置では、第２の温度センサ７２がその検出結果ＴDET2を第３のＴＣ８３に出力するようにし、第３のＴＣ８３はＴDET2に基づいて、第３のヒータ９３の加熱温度をフィードバック制御していた。しかしながら、基板処理装置は、このようなフィードバック制御のために、第３の温度センサ７３に代えて、濃度検出センサを用いてもよい。この濃度検出センサは、前述の希釈された処理ガス内に含まれるＩＰＡの実際の濃度を測定する。前述したように、ＩＰＡの濃度を測定できれば、一定温度Ｔ0 は一義的に求められる。したがって、第３のＴＣ８３は、この濃度検出センサの測定結果に基づいて、第３のヒータ９３の加熱温度をフィードバック制御することもできる。なお、第３の温度センサ７３に代えて濃度検出センサを用いる場合には、当該濃度検出センサの測定結果を中央演算処理部４に出力することができるので、濃度検出センサ１０１は特に必要とされない。
【００５５】
また、上述した基板処理装置は、濃度検出センサ１０１がその測定結果ＣDET を中央演算処理部４に出力するようにし、中央演算処理部４はＣDET に基づいて、少なくとも第１のＭＦＣ１１１の流量をフィードバック制御するようにしていた。しかしながら、中央演算処理部４は、少なくとも第１のＭＦＣ１１１の流量をフィードバック制御するために、濃度検出センサ１０１の検出結果ＣDET ではなく、第１の温度センサ７１又は第２の温度センサ７２の測定結果ＴDET1又はＴDET2を用いてもよい。上述したように、第１の温度センサ７１及び第２の温度センサ７２は、一定温度（上述の実施形態ではＴ0 ）に制御された処理ガスの温度を測定する。上述からも明らかな通り、一定温度（Ｔ0 ）を測定できれば、第２の配管６２を導かれる処理ガス内に含まれるＩＰＡの濃度は一義的に求められる。したがって、中央演算処理部４は、この第１の温度センサ７１又は第２の温度センサ７２の測定結果に基づいて、少なくとも第１のＭＦＣ１１１の流量ＱMFC1をフィードバック制御することもできる。
【００５６】
また、上述した基板処理装置は、第３の温度センサ７３がその測定結果ＴDET3を第４のＴＣ８４に出力するようにし、第４のＴＣ８４はＴDET3に基づいて、第３のヒータ９３の加熱温度をフィードバック制御していた。しかしながら、基板処理装置は、このようなフィードバック制御のために、第３の温度センサ７３の測定結果ＴDET3に代えて、第２の温度センサ７２の測定結果ＴDET2を用いてもよい。このように測定結果ＴDET2を用いることができるのは、第２の温度センサ７２及び第３の温度センサ７３は両方とも、第２の配管６２内を導かれかつ希釈された処理ガスの温度を求めているからである。
【００５７】
なお、上述の実施形態では、ＩＰＡ蒸気に関して具体的に説明した。しかしながら、半導体デバイス等の各製造工程では、ＩＰＡ蒸気だけでなく有機溶剤蒸気や水蒸気等もまた処理蒸気として用いられる。これら処理蒸気もまたキャリアガスと混合された上で用いられる場合が多く、当該処理蒸気の濃度もまた正確に制御される必要がある。本基板処理装置は、これらの処理蒸気に関しても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示す中央演算処理部４の内部の詳細な構成を示す図である。
【図３】図２に示すテーブル４２２を示す図である。
【図４】従来の基板処理装置における供給機構の構成を示す図である。
【符号の説明】
１…蒸発槽
３１…吐出管
４…中央演算処理部
６１…第１の配管
６２…第２の配管
６３…第３の配管
７１〜７４…第１〜第４の温度センサ
８１〜８４…第１〜第４のＴＣ
９１〜９４…第１〜第４のヒータ
１０１…濃度検出センサ
１１１,１１２…第１,第２のＭＦＣ
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板処理装置に関し、より特定的には、半導体デバイス製造プロセス、液晶ディスプレイ製造プロセス、電子部品関連製造プロセス等において、シリコンウェハ、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）用基板、フォトマスク用ガラス基板、電子部品等の各種基板に対して処理ガスを供給して基板を処理する基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の基板処理装置としては、例えば、「特開平８−１４１５２６号」公報に開示されたものが知られている。この従来の基板処理装置では、処理槽は、所定の間隔を開けてかつ平行に配列するよう複数枚の基板を収容する。その後、処理槽内には所定の薬液が供給され、各基板は薬液中に浸漬される。このようにして、基板処理装置では薬液処理が行われる。
薬液処理が終了すると、基板処理装置は、薬液が貯留されている処理槽に純水を当該処理槽の下方から供給して、当該薬液と純水の混合液を処理槽の上部からオーバーフローさせる。基板処理装置が処理槽に純水を供給し続けると、やがて処理槽内は完全に純水に置換される。基板処理装置は、処理槽内が純水に置換された後も、処理槽に純水を供給し続けて処理槽からオーバーフローさせ、当該処理槽内の各基板を洗浄する。このようにして、基板処理装置では洗浄処理が行われる。
洗浄処理が終了すると、基板処理装置は、純水が貯留されている処理槽から純水を排出させた後、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）蒸気（厳密にはＩＰＡ蒸気と窒素ガスとの混合ガス）を処理槽内に供給して各基板に当該ＩＰＡ蒸気を吹き付ける。ＩＰＡ蒸気は、各基板表面上に付着している純水の液滴と置換した後、蒸発する。その結果、各基板の表面に液滴を残すことなく当該各基板は十分に乾燥する。このようにして、基板処理装置では乾燥処理が行われる。
【０００３】
上述したように、ＩＰＡ蒸気は、基板を乾燥させるために処理槽内に供給される。そのため、一般的な基板処理装置には、図４に示すようなＩＰＡ蒸気の供給機構が設けられる。図４において、この供給機構は、蒸発槽４１と窒素供給源４２とが配管４３により接続されており、当該蒸発槽４１はさらに、処理槽４４と配管４５によって接続されている。
蒸発槽４１内には液状のＩＰＡが貯留されており、当該蒸発槽４１に設けられているヒータ４１１により加熱される。その結果、液状のＩＰＡは蒸発し、これによって、蒸発槽４１内でＩＰＡ蒸気が生成される。また、この蒸発槽４１には、配管４３を通じて、窒素供給源４２から送出された窒素ガスが導入される。これによって、蒸発槽４１内では、窒素ガスとＩＰＡ蒸気との混合ガス（以下、処理ガスと称す）が生成され、当該処理ガスが配管４５を通じて処理槽４４に供給される。つまり、ＩＰＡ蒸気は、窒素ガスをキャリアガスとして処理槽４４に供給される。
【０００４】
ところで、この処理ガス内のＩＰＡ蒸気は、基板表面上の液滴を乾燥させることから、その濃度は適切に制御される必要がある。図４に示す供給機構では、温度センサ４６１が蒸発槽４１内の液状ＩＰＡの温度Ｔを検出し、液温制御部４６が、この検出された温度Ｔに基づいて、ヒータ４１１による当該液状ＩＰＡの加熱温度を制御していた。つまり、処理ガス内のＩＰＡ蒸気の濃度は、液状のＩＰＡの飽和蒸気圧に基づいて制御されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
蒸発槽４１内でＩＰＡ蒸気と窒素ガスとが混合されるが、この時、常温の窒素ガスが蒸発槽４１に供給される。そのため、蒸発槽４１内のＩＰＡ蒸気の温度は低下する。その結果、ＩＰＡの飽和蒸気圧も変化するため、生成される処理ガス中のＩＰＡ蒸気の濃度は変化する。したがって、従来のように、液温制御部４６が、蒸発槽４１内の液状ＩＰＡの温度を検出しても、処理ガス中のＩＰＡ蒸気の濃度を正確に検出することはできない。その結果、従来の基板処理装置は、上述した基板乾燥処理を正確に制御することができなくなり、そのオペレータが期待するような基板乾燥処理を基板に施せないという問題点があった。
【０００６】
なお、上述した課題は、ＩＰＡ蒸気に関して具体的に説明した。しかしながら、半導体デバイス等の各製造工程では、ＩＰＡ蒸気だけでなく有機溶剤蒸気や水蒸気等もまた処理蒸気として用いられる。これら処理蒸気もまたキャリアガスと混合された上で処理ガスとして用いられるので、その処理蒸気の濃度もまた正確に制御される必要がある。
【０００７】
それ故に、本発明の目的は、基板に供給される処理ガス内に含まれる処理蒸気の濃度を正確に制御し、当該処理蒸気によって基板に対して所望の処理を施すことができる基板処理装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第１の発明は、所定の処理蒸気とキャリアガスとが混合されて生成される処理ガスを、チャンバに収容された基板に供給し、当該処理蒸気に基づく所定の基板処理を当該基板に対して実行する基板処理装置であって、外部から供給されるキャリアガスを導く第１の配管と、予め貯留している処理液を加熱して処理蒸気を内部で生成し、第１の配管からキャリアガスが供給された場合には、内部の処理蒸気とキャリアガスとを混合して処理ガスを生成し、送出する蒸発槽と、蒸発槽及びチャンバを接続し、蒸発槽から送出される処理ガスをチャンバに導く第２の配管と、蒸発槽で生成された処理ガスを希釈するために、外部から供給されるキャリアガスを第２の配管へと導く第３の配管と、チャンバ内に設置されており、第２の配管により導かれる処理ガスを基板に吐出して供給する吐出部と、第２の配管に介設されており、蒸発槽から送出された後、第２の配管内を導かれる処理ガス内に含まれる処理蒸気の濃度を検出する濃度検出部と、濃度検出部による検出結果に基づいて、蒸発槽内で処理液が加熱される温度、第１の配管によって導かれるキャリアガスの温度、及び当該第１の配管によって導かれるキャリアガスの流量を制御する制御部とを備え、第３の配管は、蒸発槽と、濃度検出部との間で第２の配管と接続されており、当該接続箇所において、蒸発槽内で生成された処理ガスを自身が導くキャリアガスで希釈し、濃度検出部は、接続箇所と前記吐出部との間で第２の配管に介設され、制御部はさらに、濃度検出部による検出結果に基づいて、第３の配管によって導かれるキャリアガスの温度、及び当該第３の配管によって導かれるキャリアガスの流量を制御することを特徴とする。
【０００９】
第１の発明では、濃度検出部は、蒸発槽から送出された処理ガス中に含まれる処理蒸気の濃度を直接的に検出し、自身の検出結果を制御部にフィードバックできる。そのため、第１の発明は、蒸発槽内で処理液が加熱される温度、第１の配管によって導かれるキャリアガスの温度、及び当該第１の配管によって導かれるキャリアガスの流量を正確に制御でき、その結果、基板に対して所望の基板処理を施すことができる。
【００１１】
第１の発明によれば、処理ガス内の処理蒸気の濃度を変更するためには、この第１の配管及び第２の配管の流量を制御すればよく、従来のように熱容量が大きい処理液の温度を変更する必要はない。これによって、本基板処理装置は、処理ガス内の処理蒸気の濃度を迅速にかつ正確に変更することができる。また、処理液の蒸発の条件を変更する必要をなくすことができるため、処理ガスの流量を一定に保ちつつ処理ガス内の処理蒸気の濃度を容易に変更できたり、処理ガス内の処理蒸気の濃度を一定に保ちつつ処理ガスの流量を容易に変更できたりする。
また、第１の発明によれば、蒸発槽内で生成される処理ガスは飽和蒸気であるため、結露しやすい。そこで、第１の発明では、第３の配管は、蒸発槽と濃度検出部との間で第２の配管と接続されており、当該接続箇所において、蒸発槽で生成された処理ガスを自身が導くキャリアガスで希釈する。これによって、第２の配管によって導かれる処理ガスは結露しにくくなる。ここで、濃度検出部は、接続箇所と吐出部との間で第２の配管に介設される。さらに、この第３の配管によって導かれるキャリアガスの温度や、当該第３の配管によって導かれるキャリアガスの流量を制御することにより、第２の配管内を導かれる処理ガス内の処理蒸気は所望の濃度を常に有するように制御できるため、本基板処理装置は、基板に対して所望の基板処理を施すことができる。
また、第１の発明では、制御部は、濃度検出部による検出結果を用いて、第３の配管によって導かれるキャリアガスの温度及び流量をより適切にフィードバック制御することができ、これによって、基板に対してより好適な基板処理を施すことができる。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、基板処理装置は、接続箇所と吐出部との間で第２の配管に介設されており、当該接続箇所において希釈された処理ガスの温度を検出する温度検出部をさらに備える。ここで、制御部はさらに、温度検出部による検出結果に基づいて、第３の配管によって導かれるキャリアガスの温度を制御することを特徴とする。
第２の発明では、温度検出部で、第２の配管上を導かれる処理ガスの温度が検出される。制御部は、この検出結果を用いることができるので、第３の配管によって導かれるキャリアガスの流量をより適切にフィードバック制御することができ、基板に対してより好適な基板処理を施すことができる。
第３の発明は、第２の発明において、温度検出部による検出結果に基づいて、吐出部から吐出される処理ガスの温度を制御する処理ガス温度制御部をさらに備える。
第３の発明では、吐出部の直前において処理ガスの温度が制御されるので、基板に対して所望の温度を有する処理ガスを供給することができる。これによって、本基板処理装置は基板に対してより好適な基板処理を施すことができる。
【００１４】
第４の発明は、第１の発明において、基板処理装置は、第２の配管に介設されており、蒸発槽から送出された後、第２の配管内を導かれる処理ガスの温度を検出する温度検出部をさらに備える。ここで、制御部はさらに、温度検出部による検出結果に基づいて、蒸発槽内で処理液が加熱される温度、第１の配管によって導かれるキャリアガスの温度、及び当該第１の配管によって導かれるキャリアガスの流量の内、少なくとも一つを制御する。
【００１５】
第５の発明は、所定の処理蒸気とキャリアガスとが混合されて生成される処理ガスを、チャンバに収容された基板に供給し、当該処理蒸気に基づく所定の基板処理を当該基板に対して実行する基板処理装置であって、外部から供給されるキャリアガスを導く第１の配管と、予め貯留している処理液を加熱して処理蒸気を内部で生成し、第１の配管によって導かれてくるキャリアガスが供給された場合には、内部の処理蒸気とキャリアガスとを混合して処理ガスを生成し、送出する蒸発槽と、蒸発槽及びチャンバを接続し、蒸発槽から送出された処理ガスをチャンバに導く第２の配管と、チャンバ内に設置されており、第２の配管により導かれる処理ガスを基板に吐出して供給する吐出部と、第２の配管に介設されており、蒸発槽から送出された後、第２の配管内を導かれる処理ガスの温度を検出する第１の温度検出部と、第１の温度検出部と吐出部との間で第２の配管と接続されており、外部から供給されるキャリアガスを導いて、当該接続箇所において蒸発槽内で生成された処理ガスを自身が導くキャリアガスで希釈する第３の配管と、接続箇所と吐出部との間で第２の配管に介設されており、当該接続箇所において希釈された処理ガスの温度を検出する第２の温度検出部と、第２の温度検出部と吐出部との間で第２の配管に介設されており、当該第２の配管内を導かれる希釈された処理ガス内に含まれる処理蒸気の濃度を検出する濃度検出部とを備え、濃度検出部による検出結果に基づいて、第１の配管によって導かれるキャリアガスの流量を制御し、濃度検出部による検出結果に基づいて、第３の配管によって導かれるキャリアガスの流量を制御し、第１の温度検出部による検出結果に基づいて、蒸発槽内で処理液が加熱される温度及び第１の配管によって導かれるキャリアガスの温度を制御し、さらに、第２の温度検出部による検出結果に基づいて、第３の配管によって導かれるキャリアガスの温度を制御することを特徴とする。
【００１６】
第５の発明では、第１の温度検出部は、蒸発槽から送出された処理ガスの温度を直接的に検出し、その検出結果を制御部にフィードバックする。第２の温度検出部は、接続箇所において希釈された処理ガスの温度を直接的に検出し、その検出結果を制御部にフィードバックする。さらに、濃度検出部は、この希釈された処理ガス内に含まれる処理蒸気の濃度を直接的に検出し、その検出結果を制御部にフィードバックする。そのため、第５の発明は、蒸発槽内で処理液が加熱される温度、第１の配管によって導かれるキャリアガスの温度、当該第１の配管によって導かれるキャリアガスの流量、第３の配管によって導かれるキャリアガスの温度、及び当該第３の配管によって導かれるキャリアガスの流量を正確に制御でき、その結果、基板に対して所望の基板処理を施すことができる。
【００１７】
第６の発明は、第５の発明において、第２の温度検出部による検出結果に基づいて、吐出部から吐出される処理ガスの温度を制御する温度制御部をさらに備える。
第６の発明では、吐出部の直前において処理ガスの温度が制御されるので、基板に対して所望の温度を有する処理ガスを供給することができる。これによって、本基板処理装置は、基板に対してより好適な基板処理を施すことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を示す図である。図１において、基板処理装置は、蒸発槽１と、処理槽２を収容するチャンバ３と、中央演算処理部４と、入力部５と、第１〜第３の配管６１〜６３と、第１〜第４の温度センサ７１〜７４と、第１〜第４の温度制御部８１〜８４と、第１〜第４のヒータ９１〜９４と、濃度検出センサ１０１と、第１及び第２のマスフローコントローラ１１１及び１１２とを備える。なお、以下の説明では、第１〜第４の温度制御部８１〜８４は、第１〜第４のＴＣ（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）８１〜８４と称し、第１及び第２のマスフローコントローラ１１１及び１１２は、第１及び第２のＭＦＣ（Ｍａｓｓ Ｆｌｏｗ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１１１及び１１２と称することとする。また、基板処理装置の外部には、窒素供給源１３が設置される。次に、基板処理装置が備える各部をより具体的に説明する。
【００１９】
まず、窒素供給源１３は、窒素ガスを内部に貯留している。この窒素ガスは、典型的な基板処理工程では、チャンバ３をパージしたり、配管をウォームアップしたりする等様々な用途に用いられるが、本基板処理装置では、主として、キャリアガスとして用いられる。また、この窒素供給源１３は、第１の配管６１の一方端と接続されており、外部から加圧されることにより、内部に貯留している窒素ガスを、当該第１の配管６１に送出する。
【００２０】
第１の配管６１は、まず、窒素供給源１３から送り込まれた窒素ガスを２分岐する。２分岐された一方の窒素ガスは、第３の配管６３（後述）によって導かれる。他方の窒素ガスは、そのまま第１の配管６１によって導かれ、当該第１の配管６１の他方端に接続されている蒸発槽１（後述）に供給される。この第１の配管６１には第１のＭＦＣ１１１が介設される。第１のＭＦＣ１１１は、後述するような中央演算処理部４の制御下で、内部のコントロールバルブ１１１１を制御し、第１の配管６１に導かれる窒素ガスの流量を所定流量ＱMFC1に調節する。また、第１の配管６１の他方端近傍には、後述するような第１のＴＣ８１の制御下で、第１の配管６１内を導かれる窒素ガスを加熱する第１のヒータ９１が設置されている。
【００２１】
蒸発槽１には、液状のＩＰＡまたはその他の処理液が予め貯留されており、さらに、後述するような第２のＴＣ８２の制御下で、液状ＩＰＡを加熱する第２のヒータ９２が設けられている。さらに、蒸発槽１には、液状ＩＰＡの実際の温度を測定して、その測定結果をＴDET4として第２のＴＣ８２に出力する第４の温度センサ７４が設けられている。第２のヒータ９２による加熱の結果、蒸発槽１内では液状ＩＰＡが蒸発する。また、この蒸発槽１には、第１の配管６１を通じて窒素ガス（流量ＱMFC1）が供給される。その結果、蒸発槽１内では、ＩＰＡの蒸気と窒素ガスとの混合ガス（以下、処理ガスと称す）が生成される。さらに、この蒸発槽１は、第２の配管６２の一方端と接続されており、内部で生成した処理ガスを、当該第２の配管６２に送出する。この第２の配管６２に送出される処理ガスの流量は、ＩＰＡの蒸気の流量をＱIPA とすると、ＱMFC1＋ＱIPA となる。
【００２２】
上述したように、第３の配管６３は、その一方端が第１の配管６１と接続されており、２分岐された一方の窒素ガスを導く。この第３の配管６３の他方端は、第２の配管６２と接続される。この第３の配管６３には第２のＭＦＣ１１２が介設される。第２のＭＦＣ１１２は、後述するような中央演算処理部４の制御下で、内部のコントロールバルブ１１２１を制御し、第３の配管６３に導かれる窒素ガスの流量を所定流量ＱMFC2に調節する。また、第３の配管６３の他方端近傍には、後述するような第３のＴＣ８３の制御下で、第３の配管６３内を導かれる窒素ガスを加熱する第３のヒータ９３が設置されている。
【００２３】
第２の配管６２は、その他方端がチャンバ３内の２個の吐出管３１（後述）と接続されており、当該吐出管３１から吐出されるべき処理ガスを導く。まず、この第２の配管６２の一方端近傍（蒸発槽１の近傍）には、蒸発槽１から送出された直後の処理ガスが有する実際の温度を測定して、その測定結果をＴDET1として第１及び第２のＴＣ８１及び８２に出力する第１の温度センサ７１が設置される。このＴDET1は、第１及び第２のＴＣ８１及び８２が第１及び第２のヒータ９１及び９２の温度を制御する時に用いられる。さらに、この第２の配管６２の一方端近傍には第３の配管６３が接続される。この接続箇所において、蒸発槽１から送出された処理ガスは、第３の配管６３によって導かれてくる窒素ガスによって希釈され、希釈された処理ガスの流量（以下、総流量と称す）は、ＱMFC1＋ＱMFC2＋ＱIPA ＝Ｑtotal となる。ところで、処理槽１から送出された直後の処理ガスは、飽和蒸気であり結露しやすいが、第３の配管６３を導かれてくる窒素ガスにより希釈されることにより、当該処理ガスに含まれるＩＰＡ蒸気は結露しにくくなる。なお、ＩＰＡ蒸気の結露を防止するという観点からは、第３の配管６３は、可能な限り蒸発槽１と近い箇所で第２の配管６２と接続されることが好ましい。
【００２４】
また、第２及び第３の配管６２及び６３の接続箇所の近傍には、当該接続箇所で希釈された処理ガスが有する実際の温度を測定し、その測定結果をＴDET2として第３のＴＣ８３に出力する第２の温度センサ７２が設置される。このＴDET2は、第３のＴＣ８３が第３のヒータ９３の温度を制御する時に用いられる。また、第２の配管６２の他方端近傍（チャンバ３の近傍）には、希釈された処理ガス内に含まれるＩＰＡ蒸気の実際の濃度を測定して、その測定結果をＣDET として中央演算処理部４に出力する濃度検出センサ１０１が介設される。このＣDET は、中央演算処理部４が第１及び第２のＭＦＣ１１１及び１１２の流量を制御する時に用いられる。この濃度検出センサ１０１は、典型的には光学式又は燃焼式のものが用いられる。また、第２の配管６２の他方端近傍には、後述するような第４のＴＣ８４の制御下で、希釈された処理ガスを加熱する第４のヒータ９４と、当該第４のヒータ９４により加熱された処理ガスが有する実際の温度を測定して、その測定結果をＴDET3として第４のＴＣ８４に出力する第３の温度センサ７３とが設置される。このＴDET3は、第４のＴＣ８４が第４のヒータ９４を制御する時に用いられる。
【００２５】
この第２の配管６２を導かれる希釈された処理ガスは、最終的にチャンバ３内に導入される。このチャンバ３は、前述したように処理槽２を内部に収容しており、さらに複数の吐出口（図示せず）を備えた吐出管３１を含んでいる。処理槽２は、各種工程からなる基板処理工程が施される基板Ｗを収容する。吐出管３１は、上述したように第２の配管６２の他方端と接続されており、希釈された処理ガスを処理槽２内の基板Ｗに対して複数の吐出口から吐出して供給する。
【００２６】
次に、中央演算処理部４について説明する。中央演算処理部４には、図２に示すように、ＣＰＵ４１と、ＲＯＭ４２と、ＲＡＭ４３と、インターフェイス部４４とが通信可能に接続される。ＣＰＵ４１は、後述するようにして本基板処理装置の動作を統括的に制御する。ＲＯＭ４２には、本基板処理装置の動作のための制御プログラム４２１が格納されている。ＲＡＭ４３は、ＣＰＵ４１の動作のための作業領域として用いられる。インターフェイス部４４は、中央演算処理部４の外部の、第１〜第４のＴＣ８１〜８４、濃度検出センサ１０１、第１及び第２のＭＦＣ１１１及び１１２並びに入力部５と通信可能に接続される。入力部５は、ディスプレイやキーボード等を含んでおり、これによって、本基板処理装置のための制御パラメータがオペレータによって設定される。
【００２７】
以上のように構成される本基板処理装置の動作を、以下説明する。なお、以下の説明では、中央演算処理部４は、内部のＣＰＵ４１がＲＯＭ４２内に予め格納される制御プログラム４２１に従って、ＲＡＭ４３を作業領域として用いて動作することを予め指摘しておく。
【００２８】
まず最初に、ＣＰＵ４１は、制御プログラム４２１に含まれており、上述の制御パラメータを設定するための処理プログラム（いわゆる、レシピ）を起動し、制御パラメータ設定のための画面を入力部５のディスプレイに表示する。この表示に応答して、オペレータは、入力部５のディスプレイ上に上述の画面が表示されると、各種制御パラメータを設定しなければならないが、本実施形態に特に必要とされるものは、吐出管３１から吐出される処理ガスの総流量Ｑtotal 、吐出管３１から吐出される処理ガスの温度Ｔgas 及び処理ガス内に含まれるＩＰＡの濃度ＣIPA である。本基板処理装置は、基板Ｗに供給する処理ガスの濃度及び温度を、３個の制御パラメータＱtotal 、Ｔgas 及びＣIPA に基づいて調節することにより、当該基板Ｗに対してオペレータの希望通りの基板処理を実行する。ＣＰＵ４１は、オペレータにより設定された３個の制御パラメータを、入力部５よりインターフェイス部４４を介して受け取った後、ＲＡＭ４３に格納する。その後、本基板処理装置による基板処理工程が開始される。この基板処理工程は、大略的には、スタンバイ、薬液処理、基板洗浄処理及び基板乾燥処理の工程に分けられるが、本基板処理装置の特徴は基板乾燥処理工程に向けられている。そのため、他の３工程については簡単に説明する。
【００２９】
基板処理が開始されると、中央演算処理部４のＣＰＵ４１は、制御プログラム４２１に従ってスタンバイ工程を実行する。まず、ＣＰＵ４１は、制御プログラム４２１に予め設定されている一定の温度Ｔ0 を、インターフェイス部４４を介して、第１〜第３のＴＣ８１〜８３に通知する。この一定温度Ｔ0 は、蒸発槽１内に貯留されている液状のＩＰＡの飽和蒸気圧に関連して、適当な温度に選ばれる（例えば、６６℃程度）。つまり、一定温度Ｔ0 が相対的に低い値であると、この飽和蒸気圧も低くなり、後述する基板乾燥処理工程において蒸発槽１内で生成されるＩＰＡ蒸気の流量を確保しにくくなる。その結果、オペレータにより設定される処理ガスの総流量Ｑtotal 及びそれに含まれるＩＰＡの濃度ＣIPA が確保しにくくなるという問題点が発生する。そのため、一定温度Ｔ0 は、好ましくは、このような問題点が発生しないような適当な温度に選ばれる。なお、本実施形態は、説明の簡素化の観点から、制御プログラム４２１にこの一定温度Ｔ0 が予め設定されているとして説明するが、当該一定温度Ｔ0 は、オペレータにより入力部５を通じて設定されるように、基板処理装置を構成してもよい。
【００３０】
第１〜第３のＴＣ８１〜８３は、ＣＰＵ４１により通知された一定温度Ｔ0 を内部に保持すると共に、第１〜第３のヒータ９１〜９３の加熱温度を一定温度Ｔ0 に調節する。これによって、第１のヒータ９１は第１の配管６１を一定温度Ｔ0 で加熱し始め、第２のヒータ９２は蒸発槽１内の液状ＩＰＡを一定温度Ｔ0 で加熱し始め、第３のヒータ９３は第３の配管６３を一定温度Ｔ0 で加熱し始める。このような加熱は、以降の一連の基板処理工程の間中ずっと行われる。
このスタンバイ工程では、制御プログラム４２１に予め設定されている微小流量Ｑ0 （例えば、１０［ｌ／ｍｉｎ］）の窒素ガスが、第３の配管６３及び第２の配管６２内に導かれる。この微小流量Ｑ0 の窒素ガスは、第３のヒータ９３によって加熱されるので、第２の配管６２は加熱される。これによって、後工程である基板乾燥処理工程でＩＰＡ蒸気を含む処理ガスが第２の配管６２内を導かれても、当該ＩＰＡ蒸気が結露しにくくなる。なお、このスタンバイ工程ではＩＰＡ蒸気が必要とされないので、微小流量の窒素ガスは第１の配管６１に導かれな
い。
【００３１】
次に、前工程が施された基板Ｗが搬送ロボット（図示せず）により処理槽２内の所定位置に収容される。その後、薬液処理工程と基板洗浄処理工程とが所定回数繰り返し実行される。より具体的には、各基板Ｗが収容された処理槽２内に、所定の薬液（エッチング液等）が供給され、各基板Ｗが薬液中に浸漬される。その結果、当該各基板Ｗに対して薬液処理工程が実行される。薬液処理工程が終了すると、各基板Ｗが収容された処理槽２内に、洗浄液（純水等）が供給され、処理槽２内に貯留されている薬液を洗浄液に置換して、各基板Ｗを洗浄する。このようにしてな薬液処理工程及び基板洗浄処理工程は必要な回数繰り返し行われる。なお、図１には、薬液処理工程及び基板洗浄処理工程に必要となる構成（例えば、薬液供給源、純水供給源、並びに薬液及び純水供給のための配管）は、本基板処理装置の特徴的な構成でないため、図示されていない。
【００３２】
この薬液処理工程及び基板洗浄処理工程では、必要に応じてチャンバ３内がパージされる。このパージのタイミングになると、制御プログラム４２１に予め設定されている流量Ｑ1 （例えば、１００［ｌ／ｍｉｎ］）の窒素ガスが、途中の第３のヒータ９３によって加熱された上で、第３の配管６３及び第２の配管６２内に導かれる。この第２の配管６２内を導かれる窒素ガス（流量Ｑ1 ）は最終的に吐出管３１からチャンバ３内に吐出され、これによってチャンバ３内はパージされる。
【００３３】
薬液処理工程及び基板洗浄処理工程が必要な回数繰り返された後、基板処理装置は、基板乾燥処理工程に移行し、現在処理槽２に貯留されている純水を処理１槽の外部に排出すると同時に、蒸発槽１で生成された処理ガスを処理槽２内の各基板Ｗに供給する。処理ガス内に含まれるＩＰＡは、各基板表面上に残溜しようとする純水の液滴と置換した後、蒸発する。その結果、各基板の表面に液滴を残すことなく当該各基板は十分に乾燥する。このようにして、基板処理装置では基板乾燥処理工程が行われる。この基板乾燥処理工程において、基板処理装置は、以下のようにして、処理ガスの温度制御及び濃度制御を実行する。
【００３４】
前述したように、現在、本基板処理装置のＲＡＭ４３（作業領域）には、総流量Ｑtotal 、温度Ｔgas 及び濃度ＣIPA が格納されている。中央演算処理部４のＣＰＵ４１は、基板乾燥処理工程に必要な処理ガスを生成する場合、まず最初に、処理ガス内に含まれるＩＰＡ蒸気の濃度を初期設定するために、第１の配管６１に導かれる窒素ガスの流量ＱMFC1、及び第３の配管６３に導かれる窒素ガスの流量ＱMFC2を制御プログラム４２１に従って決定する。そのため、ＣＰＵ４１は、現在ＲＡＭ４３に格納されている総流量Ｑtotal と濃度ＣIPA とをかけ算して、今回基板Ｗに供給する処理ガス内に含まれていなければならないＩＰＡ蒸気の流量ＱIPA を求める。例えば、オペレータが、前述したレシピに従って、Ｑtotal を１００［ｌ／ｍｉｎ］と、また濃度ＣIPA を５％と設定したと仮定する。この仮定に従えば、流量ＱIPA は５［ｌ／ｍｉｎ］となる。
【００３５】
ところで、前述したように、蒸発槽１内の液状ＩＰＡは、一定温度Ｔ0 （本実施形態では、６６℃）になるように加熱されている。液状ＩＰＡの飽和蒸気圧は、温度に対して一義的な値を有している。今、この一定温度Ｔ0 下におけるＩＰＡの飽和蒸気圧をＸ0 ％とする。また、この液状ＩＰＡの飽和蒸気圧は、今回必要なＩＰＡの流量ＱIPA と、蒸発槽１内から送出された処理ガスの流量（ＱMFC1＋ＱIPA ）との比で表せるので次式（１）が成立し、ＱMFC1は次式（２）により求まる。
Ｘ0 ＝ＱIPA ／（ＱMFC1＋ＱIPA ）…（１）
ＱMFC1＝ＱIPA ×（１−Ｘ0 ）／Ｘ0 …（２）
ここで、液状ＩＰＡの飽和蒸気圧Ｘ0 は、既知の物理量であり、本実施形態では、制御プログラム４２１は、図２に示すように、液状ＩＰＡの温度Ｔ0 に対する飽和蒸気圧Ｘ0 の値が予め記載されたテーブル４２２（図３参照）を予め含んでいる。今、このテーブル４２２に記載されているように（図３参照）、飽和蒸気圧Ｘ0 は、温度Ｔ0 ＝６６℃では５０％であると仮定する。なお、ここで、この飽和蒸気圧Ｘ0 は正しい値ではなく、説明の簡素化の観点から、このような値を仮定していることを注釈しておく。この仮定に従えば、上式（２）より、ＱMFC1は５［ｌ／ｍｉｎ］となる。
【００３６】
また、蒸発槽１から送出される処理ガス（流量ＱMFC1＋ＱIPA ）は、第２の配管６２及び第３の配管６３の接続箇所において、当該第３の配管６３により導かれる窒素ガス（流量ＱMFC2）により希釈される。故に、最終的に基板Ｗに供給される処理ガスの総流量Ｑtotal は次式（３）で表されため、ＱMFC2は次式（４）より求まる。
Ｑtotal ＝ＱMFC1＋ＱMFC2＋ＱIPA …（３）
ＱMFC2＝Ｑtotal −（ＱMFC1＋ＱIPA ）…（４）
上述の仮定に従えば、上式（４）より、ＱMFC2は９０［ｌ／ｍｉｎ］となる。
【００３７】
中央演算処理部４のＣＰＵ４１は、上述のようにして求めた流量ＱMFC1（本実施形態では５［ｌ／ｍｉｎ］）を、インターフェイス部４４を介して第１のＭＦＣ１１１に通知し、また流量ＱMFC2（本実施形態では９０［ｌ／ｍｉｎ］）をインターフェイス部４４を介して第２のＭＦＣ１１２に通知する。第１及び第２のＭＦＣ１１１及び１１２は、通知された流量ＱMFC1及びＱMFC2に従って、第１及び第３の配管６１及び６３内で流量ＱMFC1及びＱMFC2が得られるように内部のコントロールバルブ１１１１及び１１２１を開く。
【００３８】
その後、窒素供給源１３は、所定流量であって常温の窒素ガスを送出する。窒素供給源１３から送出された窒素ガスは、直後に２分岐されて、第１及び第３の配管６１及び６３によって導かれる。まず、第１の配管６１内を導かれる窒素ガスは、第１のＭＦＣ１１１によって流量ＱMFC1に制御され、さらに第１のヒータ９１により一定温度Ｔ0 になるように加熱された後に、蒸発槽１に導入される。蒸発槽１内には、前述したようにＩＰＡ蒸気が発生している。ＩＰＡ蒸気を生成している蒸発槽１内に窒素ガス（キャリアガス）が導入されると、処理ガスつまりＩＰＡ蒸気と窒素ガスとの混合ガスが生成される。この生成された処理ガスは、蒸発槽１から第２の配管６２に送出される。一方、第３の配管６３内を導かれる窒素ガスは、第２のＭＦＣ１１２によって流量ＱMFC2に制御され、さらに第３のヒータ９３により一定温度Ｔ0 になるように加熱された後に、第２の配管６２に導入される。
【００３９】
よって、蒸発槽１から送出された処理ガスは、第３の配管６３内を導かれてくる窒素ガスによって、第２の配管６２と当該第３の配管６３との接続箇所で希釈され、その結果、希釈された処理ガスの流量は、（ＱMFC1＋ＱMFC2＋ＱIPA ）＝Ｑtotal となり、また、希釈された処理ガス内のＩＰＡ蒸気の濃度は、上述からも明らかなように、ＱIPA ／（ＱMFC1＋ＱMFC2＋ＱIPA ）＝ＣIPA となる。この希釈された処理ガスは、第２の配管６２内を吐出管３１へと導かれていき、やがて、第４のヒータ９４により温度Ｔgas に昇温された後に、吐出管３１から基板Ｗに供給される。その結果、基板処理装置内では、上述した乾燥処理工程（ドレン乾燥）が実行される。以上の説明からも明らかなように、基板Ｗに供給される処理ガスの温度はＴgas であり、当該処理ガス内に含まれるＩＰＡ蒸気の濃度はＣIPA であり、当該処理ガスの総流量はＱtotal である。これらはオペレータにより設定された制御パラメータそのものである。このように、本基板処理装置では、処理ガス内のＩＰＡ蒸気の濃度は、総流量に対する、第１及び第３の配管６１及び６３の流量の比率により決まり、従来のように蒸発槽内の液状ＩＰＡの温度では決まらない。このように、本基板処理装置は、熱容量が大きい液状ＩＰＡの蒸発条件を変更することなく処理ガス内のＩＰＡ蒸気の濃度を制御できるので、迅速にオペレータの希望通りにＩＰＡ蒸気の濃度を制御することができる。
【００４０】
本基板処理装置では、処理ガスは、上述のようにして生成され、吐出管３１から基板Ｗに対して供給される。さらに、本基板処理装置は、処理ガスを生成している間中ずっと、当該基板Ｗに供給される処理ガス内に含まれるＩＰＡ蒸気の濃度と、第１〜第４のヒータ９１〜９４の加熱温度とを、以下のようにして制御している。
【００４１】
まず、ＩＰＡ蒸気の濃度制御について説明する。前述したように、第２の配管６２上には、濃度検出センサ１０１が設けられている。この濃度検出センサ１０１は、基板Ｗに対して供給される処理ガス内に含まれるＩＰＡ蒸気の濃度を常時測定しており、その測定結果をＣDET として中央演算処理部４に出力する。中央演算処理部４のＣＰＵ４１（図２参照）は、インターフェイス部４４を介してＣDET を受け取る。また、中央演算処理部４のＲＡＭ４２には、オペレータにより設定された今回必要なＩＰＡの濃度であるＣIPA （目標値）が保持されている。ＣＰＵ４２は、目標値であるＣIPA と実際の濃度ＣDET との間の偏差に基づいて、好ましくはＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ−ｐｌｕｓ−ｉｎｔｅｇｒａｌ−ｐｌｕｓ−ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）動作を実行して、第１のＭＦＣ１１１の流量を微調整する。このように、第１のＭＦＣ１１１の流量は、濃度検出センサ１０１の測定結果ＣDET に基づいてフィードバック制御される。ここで、第１のＭＦＣ１１１の流量ＱMFC1を微調整し、第２のＭＦＣ１１２の流量ＱMFC2を微調整しない場合、基板Ｗに供給される処理ガスの総流量Ｑtotal は変化する。しかしながら、第１のＭＦＣ１１１の調整量は微小であるため、第２のＭＦＣ１１２の流量ＱMFC2を微調整して、常時一定の総流量Ｑtotal を得る必要性は少ない。ただし、一定の総流量Ｑtotal を得ることができるように、第２のＭＦＣ１１２の流量ＱMFC2も微調整してもよい。
このように、本基板処理装置は、ＩＰＡ蒸気の現在の濃度を直接測定し、その測定結果に基づいて、少なくとも第１のＭＦＣ１１１の流量ＱMFC1を微調整するためにフィードバック制御している。これによって、オペレータの希望通りの基板乾燥処理を基板Ｗに対して施すことができる。
【００４２】
第１のヒータ９１の温度制御について説明する。前述したように、第２の配管６２上には、第１の温度センサ７１が設けられている。この第１の温度センサ７１は、蒸発槽１から送出された直後の処理ガスが有する実際の温度を常時測定しており、その測定結果をＴDET1として第１のＴＣ８１に出力する。第１のＴＣ８１には、ＣＰＵ４１によって通知された一定温度Ｔ0 が保持されている。第１のＴＣ８１は、一定温度Ｔ0 と実際の温度ＴDET1との間の偏差に基づいて、好ましくはＰＩＤ動作を実行して、第１のヒータ９１の加熱温度を微調整するためのフィードバック制御を実行する。このように、第１の配管６１を導かれる窒素ガスは、蒸発槽１から送出される処理ガスの温度が一定温度Ｔ0 になるように加熱されるため、処理ガスの温度によって決まるＩＰＡ蒸気の濃度もまた、オペレータの希望通りに一定濃度に制御できるようになる。そのため、本基板処理装置では、従来のように、蒸発槽１に窒素ガスが導入されることによるＩＰＡ蒸気の濃度変化が起こりにくくなる。これによって、オペレータの希望通りの基板乾燥処理工程を基板Ｗに対して施すことができる。
【００４３】
次に、第２のヒータ９２の温度制御について説明する。上述した第１の温度センサ７１は、ＴDET1を第２のＴＣ８２にも出力する。第２のＴＣ８２にも、前述したように一定温度Ｔ0 が保持されている。第２のＴＣ８２もまた、第１のＴＣ８１と同様に、好ましくはＰＩＤ動作を実行して、第２のヒータ９２の加熱温度を微調整するためのフィードバック制御を実行する。このように、蒸発槽１に貯留されている液状のＩＰＡは、蒸発槽１から送出される処理ガスの温度が一定温度Ｔ0 になるように加熱されるため、処理ガスの温度によって決まるＩＰＡ蒸気の濃度もまた、オペレータの希望通りに一定温度に制御できるようになる。これによって、オペレータの希望通りの基板乾燥処理を基板Ｗに対して施すことができる。
【００４４】
次に、第３のヒータ９３の温度制御について説明する。前述したように、第２の配管６２には、第２の温度センサ７２が設けられている。この第２の温度センサ７２は、希釈された処理ガス（流量Ｑtotal ）の実際の温度を常時測定しており、その測定結果をＴDET2として第３のＴＣ８３に出力する。第３のＴＣ８３にも、前述したように一定温度Ｔ0 が保持されている。第３のＴＣ８３は、一定温度Ｔ0 と実際の温度ＴDET2との間の偏差に基づいて、好ましくは上述のＰＩＤ動作を実行して、第３のヒータ９３の加熱温度を微調整するためのフィードバック制御を実行する。このように、第３の配管６３を導かれる窒素ガスは、希釈された処理ガスの温度が一定温度Ｔ0 になるように加熱されるため、希釈された処理ガスの温度低下を招かない。そのため、希釈された処理ガスの温度によって決まるＩＰＡ蒸気の濃度は、オペレータの希望通りに一定濃度に制御できるようになる。これによって、オペレータの希望通りの基板乾燥処理を基板Ｗに対して施すことができる。
【００４５】
以上説明したように、このように、本基板処理装置は、蒸発槽１内に貯留されている液状ＩＰＡの温度に基づいて処理ガス内のＩＰＡ蒸気の濃度を制御するのではなく、第２の配管６２を導かれる処理ガス自体の濃度を測定し、この測定結果に基づいて、第１の配管６１内を導かれる窒素ガスの流量を少なくとも微調整して処理ガス内のＩＰＡ蒸気の濃度を制御している。そのため、本基板処理装置は、基板Ｗに対してオペレータの希望通りの基板乾燥処理を施すことができる。また、ＩＰＡ蒸気の濃度制御において、液状ＩＰＡの温度及び第１の配管６１を導かれる窒素ガスは、蒸発槽１から送出された直後の処理ガスが有する温度に基づいて一定温度Ｔ0 にフィードバック制御されている。これによって、蒸発槽１内の液状ＩＰＡの温度は窒素ガスが蒸発槽１内に導入されても変化しにくく、つまり処理ガス内のＩＰＡ蒸気はオペレータの希望通りの濃度を常に有しているため、本基板処理装置は、基板Ｗに対してオペレータの希望通りの基板乾燥処理を施すことができる。
【００４６】
次に、第４のヒータ９４の温度制御について説明する。前述したように、第２の配管６２上には、第３の温度センサ７３が設けられている。この第３の温度センサ７３は、希釈された処理ガス（流量Ｑtotal ）の実際の温度を常時測定しており、その測定結果をＴDET3として第４のＴＣ８４に出力する。第４のＴＣ８４には、前述したように基板Ｗに対して供給する処理ガスの温度Ｔgas が保持されている。第４のＴＣ８４は、所定温度Ｔgas と実際の温度ＴDET4との間の偏差に基づいて、好ましくは上述のＰＩＤ動作を実行して、第４のヒータ９４の加熱温度を微調整するためのフィードバック制御を実行する。このように、第４のヒータ９４は、吐出管３１の直前において、基板Ｗに供給される処理ガスが有する実際の温度に基づいてフィードバック制御される。そのため、当該処理ガスの温度は常に、オペレータが希望する温度Ｔgas に保たれる。上述した基板乾燥処理工程においては、処理ガス内のＩＰＡ蒸気の濃度だけでなく、当該処理ガスの温度もまた、基板Ｗの乾燥時間に関わってくる。つまり、供給される処理ガスの温度によって、基板Ｗ自体の温度が上昇し、当該基板Ｗに形成された細かな溝等に入り込んだ液滴を蒸発させることが可能となる。これによって、オペレータの期待通りの基板乾燥処理を基板Ｗに対してより好適に施すことができる。
【００４７】
次に、一連の基板処理工程が終了し、新たな基板処理工程に移行する場合において、本基板処理装置は、処理ガスの総流量を一定に保ちつつ、処理ガス内のＩＰＡ蒸気の濃度を変更するためには、以下の動作を実行する。まず最初に、オペレータは、前述したレシピに従って、新しい３個の制御パラメータＱtotal 、Ｔgas 及びＣIPA を設定する。次に、基板処理装置は、スタンバイ工程を実行し、薬液処理工程及び基板洗浄処理工程を必要な回数繰り返し実行した後、基板乾燥処理工程に移行する。基板乾燥処理工程に移行した時点では、本基板処理装置のＲＡＭ４３（作業領域）には、総流量Ｑtotal 、温度Ｔgas 及び濃度ＣIPA が格納されている。前述したように、基板処理装置は、まず最初に、流量ＱMFC1及び流量ＱMFC2を初期設定する。そのため、ＣＰＵ４１は、総流量Ｑtotal と濃度ＣIPA とをかけ算して流量ＱIPA を求める。例えば、オペレータが、今回、レシピに従って、Ｑtotal を１００［ｌ／ｍｉｎ］と、また濃度ＣIPA を１０％と設定したと仮定すると、流量ＱIPA は１０［ｌ／ｍｉｎ］となる。
【００４８】
蒸発槽１内の液状ＩＰＡは、一定温度Ｔ0 （飽和蒸気圧Ｘ0 ％）になるように加熱されている。この時、ＱMFC1は、前式（２）より１０［ｌ／ｍｉｎ］となる。また、ＱMFC2は、前式（４）より、８０［ｌ／ｍｉｎ］となる。基板処理装置の第１のＭＦＣ１１１及び第２のＭＦＣ１１２は、上述のようにして求めた流量ＱMFC1（本実施形態では１０［ｌ／ｍｉｎ］）及び流量ＱMFC2（本実施形態では８０［ｌ／ｍｉｎ］）が得られるように内部のコントロールバルブ１１１１及び１１２１を開く。
【００４９】
このように、本基板処理装置は、蒸発槽１内に導入する窒素ガスの流量、及び第３の配管６３を導かれる窒素ガスの流量を変更することにより、処理ガスの総流量を一定に保ちつつ、処理ガス内のＩＰＡ蒸気の濃度を変更することができる。このように、本基板処理装置では、熱容量の大きな液状ＩＰＡ（蒸発槽１内に貯留）の温度を変更する必要がない。そのため、本基板処理装置によれば、次の基板処理工程に短時間で容易に移行できる。
【００５０】
また同様に、前回の基板処理工程から新たな基板処理工程に移行する場合において、本基板処理装置は、処理ガス内のＩＰＡ蒸気の濃度を一定に保ちつつ処理ガスの総流量を変更するためには、以下の動作を実行する。まず最初に、オペレータは、前述したレシピに従って、新しい３個の制御パラメータＱtotal 、Ｔgas 及びＣIPA を設定する。次に、基板処理装置は、スタンバイ工程を実行し、薬液処理工程及び基板洗浄処理工程を必要な回数繰り返し実行した後、基板乾燥処理工程に移行する。この移行時、本基板処理装置のＲＡＭ４３（作業領域）には、総流量Ｑtotal 、温度Ｔgas 及び濃度ＣIPA が格納されている。前述したように、基板処理装置は、まず最初に、流量ＱMFC1及び流量ＱMFC2を初期設定する。そのため、ＣＰＵ４１は、総流量Ｑtotal と濃度ＣIPA とをかけ算して流量ＱIPA を求める。例えば、オペレータが、今回、レシピに従って、Ｑtotal を２００［ｌ／ｍｉｎ］と、濃度ＣIPA を１０％と設定したと仮定する。この仮定に従えば、流量ＱIPA は２０［ｌ／ｍｉｎ］となる。
【００５１】
蒸発槽１内の液状ＩＰＡは、一定温度Ｔ0 （飽和蒸気圧Ｘ0 ）になるように加熱されている。この時、ＱMFC1は、前式（２）より２０［ｌ／ｍｉｎ］となる。また、ＱMFC2は、前式（４）より、１６０［ｌ／ｍｉｎ］となる。基板処理装置の第１のＭＦＣ１１１及び第２のＭＦＣ１１２は、上述のようにして求めた流量ＱMFC1（本実施形態では２０［ｌ／ｍｉｎ］）及び流量ＱMFC2（本実施形態では１６０［ｌ／ｍｉｎ］）が得られるように内部のコントロールバルブ１１１１及び１１２１を開く。
【００５２】
このように、本基板処理装置は、蒸発槽１内に導入する窒素ガスの流量、及び第３の配管６３を導かれる窒素ガスの流量を変更することにより、処理ガス内のＩＰＡ蒸気の濃度を一定に保ちつつ処理ガスの総流量を変更することができる。このように、本基板処理装置では、熱容量の大きな液状ＩＰＡ（蒸発槽１内に貯留）の温度を変更する必要がない。そのため、本基板処理装置によれば、次の基板処理工程に短時間で容易に移行できる。
【００５３】
なお、上述した基板処理装置では、第１の温度センサ７１がその検出結果ＴDET1を第１及び第２のＴＣ８１及び８２に出力するようにし、第１及び第２のＴＣ８１及び８２はＴDET1に基づいて、第１及び第２のヒータ９１及び９２の加熱温度をフィードバック制御していた。しかしながら、基板処理装置は、第１及び第２のヒータ９１及び９２の加熱温度をフィードバック制御するために、第１の温度センサ７１に代えて、濃度検出センサを用いてもよい。この濃度検出センサは、蒸発槽１から送出された処理ガス内に含まれるＩＰＡの実際の濃度を測定する。前述したように、蒸発槽１から送出された直後の処理ガスは飽和蒸気であるため、ＩＰＡ蒸気の濃度を測定できれば、当該処理ガスの温度は一義的に求められる。したがって、第１及び第２のＴＣ８１及び８２は、この濃度検出センサの測定結果に基づいて、第１及び第２のヒータ９１及び９２の加熱温度をフィードバック制御することもできる。
【００５４】
また、上述した基板処理装置では、第２の温度センサ７２がその検出結果ＴDET2を第３のＴＣ８３に出力するようにし、第３のＴＣ８３はＴDET2に基づいて、第３のヒータ９３の加熱温度をフィードバック制御していた。しかしながら、基板処理装置は、このようなフィードバック制御のために、第３の温度センサ７３に代えて、濃度検出センサを用いてもよい。この濃度検出センサは、前述の希釈された処理ガス内に含まれるＩＰＡの実際の濃度を測定する。前述したように、ＩＰＡの濃度を測定できれば、一定温度Ｔ0 は一義的に求められる。したがって、第３のＴＣ８３は、この濃度検出センサの測定結果に基づいて、第３のヒータ９３の加熱温度をフィードバック制御することもできる。なお、第３の温度センサ７３に代えて濃度検出センサを用いる場合には、当該濃度検出センサの測定結果を中央演算処理部４に出力することができるので、濃度検出センサ１０１は特に必要とされない。
【００５５】
また、上述した基板処理装置は、濃度検出センサ１０１がその測定結果ＣDET を中央演算処理部４に出力するようにし、中央演算処理部４はＣDET に基づいて、少なくとも第１のＭＦＣ１１１の流量をフィードバック制御するようにしていた。しかしながら、中央演算処理部４は、少なくとも第１のＭＦＣ１１１の流量をフィードバック制御するために、濃度検出センサ１０１の検出結果ＣDET ではなく、第１の温度センサ７１又は第２の温度センサ７２の測定結果ＴDET1又はＴDET2を用いてもよい。上述したように、第１の温度センサ７１及び第２の温度センサ７２は、一定温度（上述の実施形態ではＴ0 ）に制御された処理ガスの温度を測定する。上述からも明らかな通り、一定温度（Ｔ0 ）を測定できれば、第２の配管６２を導かれる処理ガス内に含まれるＩＰＡの濃度は一義的に求められる。したがって、中央演算処理部４は、この第１の温度センサ７１又は第２の温度センサ７２の測定結果に基づいて、少なくとも第１のＭＦＣ１１１の流量ＱMFC1をフィードバック制御することもできる。
【００５６】
また、上述した基板処理装置は、第３の温度センサ７３がその測定結果ＴDET3を第４のＴＣ８４に出力するようにし、第４のＴＣ８４はＴDET3に基づいて、第３のヒータ９３の加熱温度をフィードバック制御していた。しかしながら、基板処理装置は、このようなフィードバック制御のために、第３の温度センサ７３の測定結果ＴDET3に代えて、第２の温度センサ７２の測定結果ＴDET2を用いてもよい。このように測定結果ＴDET2を用いることができるのは、第２の温度センサ７２及び第３の温度センサ７３は両方とも、第２の配管６２内を導かれかつ希釈された処理ガスの温度を求めているからである。
【００５７】
なお、上述の実施形態では、ＩＰＡ蒸気に関して具体的に説明した。しかしながら、半導体デバイス等の各製造工程では、ＩＰＡ蒸気だけでなく有機溶剤蒸気や水蒸気等もまた処理蒸気として用いられる。これら処理蒸気もまたキャリアガスと混合された上で用いられる場合が多く、当該処理蒸気の濃度もまた正確に制御される必要がある。本基板処理装置は、これらの処理蒸気に関しても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示す中央演算処理部４の内部の詳細な構成を示す図である。
【図３】図２に示すテーブル４２２を示す図である。
【図４】従来の基板処理装置における供給機構の構成を示す図である。
【符号の説明】
１…蒸発槽
３１…吐出管
４…中央演算処理部
６１…第１の配管
６２…第２の配管
６３…第３の配管
７１〜７４…第１〜第４の温度センサ
８１〜８４…第１〜第４のＴＣ
９１〜９４…第１〜第４のヒータ
１０１…濃度検出センサ
１１１,１１２…第１,第２のＭＦＣ
Claims (6)
- 所定の処理蒸気とキャリアガスとが混合されて生成される処理ガスを、チャンバに収容された基板に供給し、当該処理蒸気に基づく所定の基板処理を当該基板に対して実行する基板処理装置であって、
外部から供給されるキャリアガスを導く第１の配管と、
予め貯留している処理液を加熱して前記処理蒸気を内部で生成し、前記第１の配管からキャリアガスが供給された場合には、内部の処理蒸気とキャリアガスとを混合して前記処理ガスを生成し、送出する蒸発槽と、
前記蒸発槽及び前記チャンバを接続し、前記蒸発槽から送出される処理ガスを前記チャンバに導く第２の配管と、
前記蒸発槽で生成された処理ガスを希釈するために、外部から供給されるキャリアガスを前記第２の配管へと導く第３の配管と、
前記チャンバ内に設置されており、前記第２の配管により導かれる処理ガスを前記基板に吐出して供給する吐出部と、
前記第２の配管に介設されており、前記蒸発槽から送出された後、前記第２の配管内を導かれる処理ガス内に含まれる処理蒸気の濃度を検出する濃度検出部と、
前記濃度検出部による検出結果に基づいて、前記蒸発槽内で前記処理液が加熱される温度、前記第１の配管によって導かれるキャリアガスの温度、及び当該第１の配管によって導かれるキャリアガスの流量を制御する制御部とを備え、
前記第３の配管は、前記蒸発槽と、前記濃度検出部との間で前記第２の配管と接続されており、当該接続箇所において、前記蒸発槽内で生成された処理ガスを自身が導くキャリアガスで希釈し、
前記濃度検出部は、前記接続箇所と前記吐出部との間で前記第２の配管に介設され、
前記制御部はさらに、前記濃度検出部による検出結果に基づいて、前記第３の配管によって導かれるキャリアガスの温度、及び当該第３の配管によって導かれるキャリアガスの流量を制御することを特徴とする、基板処理装置。 - 前記基板処理装置は、前記接続箇所と前記吐出部との間で前記第２の配管に介設されており、当該接続箇所において希釈された処理ガスの温度を検出する温度検出部をさらに備え、
前記制御部はさらに、前記温度検出部による検出結果に基づいて、前記第３の配管によって導かれるキャリアガスの温度を制御することを特徴とする、請求項１に記載の基板処理装置。 - 前記温度検出部による検出結果に基づいて、前記吐出部から吐出される処理ガスの温度を制御する処理ガス温度制御部をさらに備える、請求項２に記載の基板処理装置。
- 前記第２の配管に介設されており、前記蒸発槽から送出された後、前記第２の配管内を導かれる処理ガスの温度を検出する温度検出部をさらに備え、
前記制御部はさらに、前記温度検出部による検出結果に基づいて、前記蒸発槽内で前記処理液が加熱される温度、前記第１の配管によって導かれるキャリアガスの温度、及び当該第１の配管によって導かれるキャリアガスの流量の内、少なくとも一つを制御する、請求項１に記載の基板処理装置。 - 所定の処理蒸気とキャリアガスとが混合されて生成される処理ガスを、チャンバに収容された基板に供給し、当該処理蒸気に基づく所定の基板処理を当該基板に対して実行する基板処理装置であって、
外部から供給されるキャリアガスを導く第１の配管と、
予め貯留している処理液を加熱して前記処理蒸気を内部で生成し、前記第１の配管によって導かれてくるキャリアガスが供給された場合には、内部の処理蒸気とキャリアガスとを混合して前記処理ガスを生成し、送出する蒸発槽と、
前記蒸発槽及び前記チャンバを接続し、前記蒸発槽から送出された処理ガスを前記チャンバに導く第２の配管と、
前記チャンバ内に設置されており、前記第２の配管により導かれる処理ガスを前記基板に吐出して供給する吐出部と、
前記第２の配管に介設されており、前記蒸発槽から送出された後、前記第２の配管内を導かれる処理ガスの温度を検出する第１の温度検出部と、
前記第１の温度検出部と前記吐出部との間で前記第２の配管と接続されており、外部から供給されるキャリアガスを導いて、当該接続箇所において前記蒸発槽内で生成された処理ガスを自身が導くキャリアガスで希釈する第３の配管と、
前記接続箇所と前記吐出部との間で前記第２の配管に介設されており、当該接続箇所において希釈された処理ガスの温度を検出する第２の温度検出部と、
前記第２の温度検出部と前記吐出部との間で前記第２の配管に介設されており、当該第２の配管内を導かれる希釈された処理ガス内に含まれる処理蒸気の濃度を検出する濃度検出部とを備え、
前記濃度検出部による検出結果に基づいて、前記第１の配管によって導かれるキャリアガスの流量を制御し、前記濃度検出部による検出結果に基づいて、前記第３の配管によって導かれるキャリアガスの流量を制御し、前記第１の温度検出部による検出結果に基づいて、前記蒸発槽内で前記処理液が加熱される温度及び前記第１の配管によって導かれるキャリアガスの温度を制御し、さらに、前記第２の温度検出部による検出結果に基づいて、前記第３の配管によって導かれるキャリアガスの温度を制御することを特徴とする、基板処理装置。 - 前記第２の温度検出部による検出結果に基づいて、前記吐出部から吐出される処理ガスの温度を制御する温度制御部をさらに備える、請求項５に記載の基板処理装置。
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1997
- 1997-12-25 JP JP35832397A patent/JP3883150B2/ja not_active Expired - Fee Related
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