JP4429189B2 - 基板処理装置及びその方法 - Google Patents
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Description
従来の装置は、供給管の検出端位置が僅かに変動しても検出される圧力が変動する。したがって、供給管の高さを調整するごとに圧力が変わり、また、その圧力も、同じ構造の装置であっても装置間で差異があるので、検出された圧力が装置だけの固有の意味合いしか持たない。そのため、同じ構造の他の装置との比較等に圧力を利用することができず、またユーザにとっても検出された圧力、つまり電圧の意味が分かりにくいものとなっている。さらに、装置の処理条件を調整する際に、装置ごとに独自の調整を行う必要があって、工数が多くなるという問題もある。
すなわち、請求項1に記載の発明は、薬液と希釈液とを混合してなる処理液によって基板に対して処理を行う基板処理装置において、処理液を貯留する処理槽と、処理液を加熱する加熱手段と、前記処理槽内の所定深さに検出端を有し、一定流量の気体を供給する供給管と、前記供給管内の圧力を検出し、圧力に応じた電圧を出力する圧力検出手段と、基準温度の基準液を前記処理槽に貯留した状態で、前記圧力検出手段からの電圧を基準電圧として記憶する記憶手段と、前記加熱手段により前記処理槽に貯留した処理液を処理温度にした状態で、前記圧力検出手段からの電圧を処理電圧とし、この処理電圧と前記記憶手段の基準電圧とに基づいて処理液の実比重を求める実比重算出手段と、前記実比重を、処理液の比重−濃度特性を測定した時の測定温度における比重に換算して換算実比重を求める換算手段と、前記換算実比重と比重−濃度特性とに基づいて処理液の換算濃度を求める演算手段と、を備えていることを特徴とするものである。
図1は本発明の実施例に係る基板処理装置の概略構成を示すブロック図である。ここでは薬液としての燐酸(H3PO4)と、希釈液としての純水とを混合して得られた処理液を加熱し、この処理液中に基板(例えば半導体ウエハ)を浸漬してエッチング処理する装置を例に採って説明する。
すなわち、圧力検出部24からの検出信号(電圧)と液圧とは所定の関数関係を有し、液圧は、液面から供給管22の検出端までの距離(深さ)と、処理液の比重との積に比例する値に大気圧を加えたものとしても表すことができる。したがって、検出端における液圧は、処理液の燐酸濃度と、検出端の深さとを変数とする関数で表現することができる。このため濃度及び深さは、圧力検出部24が出力した電圧との間に一定の関係が成り立つ。この関係から、所定深さに対して濃度と電圧との関係を予め求めておくことにより、圧力検出部24からの電圧に基づいて処理液の燐酸濃度を求めることができる。
実際に基板Wを処理する前に、次のようにして予め基準電圧を測定する。
まず、図2に示すように、処理槽1に基準温度の基準液を貯留する。基準温度とは、例えば、25℃であり、基準液とは、例えば、純水である。そして、後述する処理時における流量と同じ流量で純水が循環するように、ポンプ5を制御する(ステップS1)。なお、基準液として例えば蒸留水を採用してもよく、基準温度として例えば25〜30℃の範囲としてもよい。
まず、図3に示すように、処理槽1に処理温度の処理液を貯留する。例えば、処理温度が160℃であり、処理液が燐酸と純水の混合液である。そして、処理時の循環流量で処理液が循環するようにポンプ5を制御する(ステップS10)。
B槽 1.55×0.830=1.286[V]
まず、燐酸の流量調整弁14が開けられて、回収槽2に燐酸が供給される。回収槽2に供給された燐酸は、循環系3を介して処理槽1に送られる間にインラインヒータ6によって加熱される。処理槽1に導入された燐酸は槽用加熱器8によっても加熱される。
処理槽1内の燐酸の温度は、温度センサ19によって検出されて温度制御部20に与えられる。温度制御部20は、設定温度160°Cに対して±0.3°Cの範囲内で温度管理している。具体的には、液温度が159.7°C未満のときは、インラインヒータ6および槽用加熱器8による加熱を継続する。液温度が160.3°Cを超えるときは、インラインヒータ6および槽用加熱器8による加熱を停止して自然冷却によって液温度を下げる。液温度が159.7°Cから160.3°Cの範囲内に入ると次のステップS25に進む。
上述したステップS10〜S14のようにして、濃度検出装置21により処理槽1内の処理液の換算濃度が算出される。
上記ステップS25のようにして換算濃度が濃度検出装置21によって逐次検出される。濃度制御部29は、この検出された換算濃度が予め設定された目標濃度になるように、PID制御により流量調整弁18を操作して処理槽1に純水を補充する。この目標濃度は、処理液の設定温度に対応した沸点濃度よりも少し高くなるよう設定されるのが好ましい。処理槽1内の処理液の検出濃度が目標濃度範囲を超える場合は純水の補充が継続される。一方、検出濃度が目標濃度範囲を下回る場合は、純水の補充が停止される。純水の補充が停止されると、処理液の加熱により処理液中の純水が蒸発して、処理液の濃度は自然に上昇する。
処理槽1内の処理液が目標濃度範囲に入って安定すると、保持アーム10に保持された基板W群が処理槽1内に投入されて、基板W群のエッチング処理が始まる。予め定められた処理時間が経過するまで、ステップS21〜S26の温度制御および濃度制御が繰り返し行なわれる。処理時間が経過すると基板W群が処理槽1内から引き上げられて、次の処理槽へ移送される。
2 … 回収槽
6 … インラインヒータ(加熱手段)
8 … 槽用加熱器(加熱手段)
22 … 供給管
24 … 圧力検出部(圧力検出手段)
26 … 記憶部(記憶手段)
27 … 濃度演算部(実比重算出手段、換算手段、演算手段)
29 … 濃度制御部
VDIW … 基準電圧
VSOL … 処理電圧
(m1) … 実比重
(m2) … 測定比重
(k) … 比率
Claims (5)
- 薬液と希釈液とを混合してなる処理液によって基板に対して処理を行う基板処理装置において、
処理液を貯留する処理槽と、
処理液を加熱する加熱手段と、
前記処理槽内の所定深さに検出端を有し、一定流量の気体を供給する供給管と、
前記供給管内の圧力を検出し、圧力に応じた電圧を出力する圧力検出手段と、
基準温度の基準液を前記処理槽に貯留した状態で、前記圧力検出手段からの電圧を基準電圧として記憶する記憶手段と、
前記加熱手段により前記処理槽に貯留した処理液を処理温度にした状態で、前記圧力検出手段からの電圧を処理電圧とし、この処理電圧と前記記憶手段の基準電圧とに基づいて処理液の実比重を求める実比重算出手段と、
前記実比重を、処理液の比重−濃度特性を測定した時の測定温度における比重に換算して換算実比重を求める換算手段と、
前記換算実比重と比重−濃度特性とに基づいて処理液の換算濃度を求める演算手段と、
を備えていることを特徴とする基板処理装置。 - 請求項1に記載の基板処理装置において、
前記換算手段は、前記実比重算出手段により求められた実比重に対して、処理温度における処理液の実比重と、前記処理液を測定温度とした状態で比重計により測定して得られた測定比重との比率に応じて予め設定した係数を乗じることにより処理温度における換算実比重を求めることを特徴とする基板処理装置。 - 請求項1または2に記載の基板処理装置において、
前記処理温度は、140〜170℃の範囲であることを特徴とする基板処理装置。 - 薬液と希釈液とを混合してなる処理液によって基板に対して処理を行う基板処理方法において、
処理に先立って基準温度の基準液を処理槽に貯留した状態で、処理槽内の所定深さにおける圧力に応じて圧力検出手段から得られた基準電圧と、処理槽に貯留した処理液を処理温度にした状態で、圧力検出手段から得られた処理電圧とに基づいて処理液の実比重を求める過程と、
前記実比重を、処理液の比重−濃度特性を測定した時の測定温度における比重に換算して換算実比重を求める過程と、
前記換算実比重と比重−濃度特性とに基づいて処理液の換算濃度を求める過程とを備え、
前記換算濃度に基づいて処理液の調整を行うことを特徴とする基板処理方法。 - 請求項4に記載の基板処理方法において、
前記換算実比重を求める過程は、処理液の実比重に対して、処理温度における処理液の実比重と、前記処理液を基準温度とした状態で比重計により測定して得られた測定比重との比率に応じて予め設定した係数を乗じることにより処理温度における換算実比重を求めることを特徴とする基板処理方法。
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