JP4662448B2

JP4662448B2 - 基板処理装置

Info

Publication number: JP4662448B2
Application number: JP2005083673A
Authority: JP
Inventors: 淑和角; 毅冨田
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2005-03-23
Filing date: 2005-03-23
Publication date: 2011-03-30
Anticipated expiration: 2025-03-23
Also published as: US7922826B2; US7744699B2; US20100224219A1; JP2006269617A; US20060213433A1

Description

本発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板等の基板（以下、単に「基板」と称する）を処理液で処理する基板処理装置に係り、特に処理液の温度調整を行う技術に関する。

従来、この種の装置として、処理液を貯留し、基板を浸漬させるための内槽と、この内槽から溢れた処理液を回収する外槽と、外槽と内槽とを連通接続する配管と、配管の一部に配設された温調ユニットと、配管の一部位に設けられた循環ポンプとを備えているものがある（例えば、特許文献１参照）。

このように構成された装置では、処理液を循環ポンプで圧送しながら、温調ユニットにより所定の温度に処理液を調整して内槽に処理液を供給する。温調ユニットとしては、電子冷熱ユニットまたはヒータが用いられている。
特開２００２−１００６０５号公報（第５頁、図３）

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、従来の装置は、温調ユニットとして電子冷熱ユニットを用いると、比較的高温領域（例えば５０〜１８０℃）での温調が不可能である一方、ヒータを用いると比較的低温領域（例えば、２０〜４０℃）での温調精度が低くなるという問題がある。また、ヒータでは、温調の目標温度を低く設定した場合、自然冷却による温度低下に依存するので温調が完了するまでに長時間を要するという問題もある。換言すると、広い範囲にわたる温調を効率よく行うことができず、温調精度も低いという問題がある。

なお、上記の問題を解決するために、配管の一部位を二本に分岐し、一方の分岐管に電子冷熱ユニットを配設するとともに他方の分岐管にヒータを配設して、調整温度に応じていずれか一方で温調するという構成が考えられる。しかしながら、排他的な利用のために各分岐管の上流側と下流側には開閉弁を設ける必要があって、構成が複雑化するという問題がある。

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、構成を複雑化することなく、比較的広い範囲における温調を行うことができつつも温調精度を高め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。

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に記載の発明は、基板の処理を行う基板処理装置において、基板に処理を行うための処理部と、前記処理部に処理液を供給する配管と、前記配管に設けられたヒータと、前記ヒータに対して直列関係で前記配管に設けられた電子冷熱ユニットと、処理液の温度を測定する温度センサと、前記ヒータ及び前記電子冷熱ユニットを制御する制御部とを備え、前記制御部は、予め設定されている常温高温境界温度に対して、前記温度センサにより測定された温度が低い場合、前記電子冷熱ユニットによる常温温調を行い、予め設定されている常温高温境界温度に対して、前記温度センサにより測定された温度が高い場合、前記ヒータによる高温温調を行う第１温調モードを設定し、前記温度センサにより測定された温度と目標温度との差分が、予め設定されている第１規定値以上の場合、処理液を昇温するときには、前記ヒータ及び前記電子冷熱ユニットによる加熱温調を行う第２温調モードを設定し、前記第２温調モードに設定された後、前記温度センサにより測定された温度と目標温度との差分が、予め設定されている第２規定値以下になったか否かを判断し、前記第２温調モードに設定された後、前記温度センサにより測定された温度と目標温度との差分が、予め設定されている第２規定値以下になった場合には、前記第１温調モードを設定し、前記温度センサにより測定された温度と目標温度との差分が、予め決められた第２規定値以下でない場合には、前記第２温調モードを継続することを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項1に記載の発明によれば、処理液を供給する配管には、直列の関係でヒータと電子冷熱ユニットを配設する。制御部は、常温高温境界温度に対して、温度センサにより測定された温度が低い場合、電子冷熱ユニットによる常温温調を行い、常温高温境界温度に対して、温度センサにより測定された温度が高い場合、ヒータによる高温温調を行う第１温調モード（定常状態の温調モード）を設定する。そして、制御部は、温度センサにより測定された温度と目標温度との差分が、予め設定されている第１規定値以上の場合、処理液を昇温するときには、ヒータ及び電子冷熱ユニットによる加熱温調を行う第２温調モード（過渡状態の温調モード）を設定する。つまり、測定温度と目標温度の差が大きく処理液の昇温を行う場合には、ヒータによる加熱に加えて電子冷熱ユニットの加熱によって急速な加熱を行う。さらに、その後に、測定温度と目標温度の差分が、予め設定されている第２規定値以下になった場合、制御部は、第１温調モード（定常状態の温調モード）を設定する。つまり、急速な加熱という温調を行った後、測定温度が目標温度に近づいた場合には、定常状態の温調モードに戻す。

換言すると、測定温度が常温高温境界温度より低い場合には、比較的低温での温調能力に優れる電子冷熱ユニットを用い、測定温度が常温高温境界温度よりも高い場合には、比較的高温での温調能力に優れるヒータを用いて温調を開始する（第１温調モード）。そして、測定温度と目標温度との差分が「大きく」、かつ「昇温」を行う場合には、加熱能力が高いヒータと、加熱能力は低いものの加熱能力を備える電子冷熱ユニットとを両方用いて、加熱のためのパワーを最大限に利用した昇温を行う（第２温調モード）。さらに、現在温度と目標温度との差分が「大きく」、かつ「冷却」を行う場合には、冷却能力が高い電子冷熱ユニットだけを用いて降温する（過渡状態の温調モード）。さらに、現在温度が目標温度に近づいて差分が小さくなった場合には、現在温度付近における温調精度が高い電子冷熱ユニットまたはヒータのいずれか一方を用いる定常状態の温調モードにする。

このように、ヒータと電子冷熱ユニットとを直列関係で配管に設けるので、並列関係の構成に比較して構成を簡易化することができる。また、温調開始時の測定温度に適した温調手段での温調を開始し、目標温度との乖離度が大きい場合には、温調手段を組み合わせたり選択したりし、さらに目標温度に近づいた場合には、現在温度に適した温調手段へ切り替えるという制御を行うので、比較的広い範囲での温調を行うことができ、その上、温調精度を高めることができる。したがって、構成を複雑化することなく、比較的広い範囲における温調を行うことができつつも温調精度を高めることができる。

また、請求項２に記載の発明は、基板の処理を行う基板処理装置において、基板に処理を行うための処理部と、前記処理部に処理液を供給する配管と、前記配管に設けられたヒータと、前記ヒータに対して直列関係で前記配管に設けられた電子冷熱ユニットと、処理液の温度を測定する温度センサと、前記ヒータ及び前記電子冷熱ユニットを制御する制御部とを備え、前記制御部は、予め設定されている常温高温境界温度に対して、前記温度センサにより測定された温度が低い場合、前記電子冷熱ユニットによる常温温調を行い、予め設定されている常温高温境界温度に対して、前記温度センサにより測定された温度が高い場合、前記ヒータによる高温温調を行う第１温調モードを設定し、前記温度センサにより測定された温度と目標温度との差分が、予め設定されている第１規定値以上の場合、処理液を降温するときには、前記電子冷熱ユニットによる冷却温調を行う第２温調モードを設定し、前記第２温調モードに設定された後、前記温度センサにより測定された温度と目標温度との差分が、予め設定されている第２規定値以下になったか否かを判断し、前記第２温調モードに設定された後、前記温度センサにより測定された温度と目標温度との差分が、予め設定されている第２規定値以下になった場合には、前記第１温調モードを設定し、前記温度センサにより測定された温度と目標温度との差分が、予め決められた第２規定値以下でない場合には、前記第２温調モードを継続することを特徴とするものである。

本発明において、前記制御部は、前記常温温調の場合、前記電子冷熱ユニットをＰＩＤ制御し、前記高温温調の場合、前記ヒータをＰＩＤ制御することが好ましい（請求項３）。現在温度と目標温度との差分が小さい場合であっても、滑らかで、オフセットを自動修正し、外乱に対する応答が早い制御を行うことができる。

本発明において、前記制御部は、前記加熱温調の場合には前記ヒータをＰＩＤ制御するとともに、前記電子冷熱ユニットを固定操作量で制御し（請求項４）、前記制御部は、前記冷却温調の場合には前記電子冷熱ユニットを固定操作量で制御することが好ましい（請求項５）。昇温の場合には測定温度と目標温度との差分が大きい場合であっても、熱量が大きなヒータによる温調については、滑らかで、オフセットを自動修正し、外乱に対する応答が早い制御を行うことができ、熱量が小さな電子冷熱ユニットによる温調については、固定操作量で滑らかに素早く目標値へ向かわせる制御を行うことができる。また、降温の場合には、現在温度と目標温度との差分が大きい場合であっても、冷却時の冷却能力が高い電子冷熱ユニットによる温調について、固定操作量で滑らかに素早く目標値へ向かわせる制御を行うことができる。

本発明に係る基板処理装置によれば、ヒータと電子冷熱ユニットとを直列関係で配管に設けるので、並列関係の構成に比較して構成を簡易化することができる。また、温調開始時には、第１温調モード（定常状態の温調モード）により測定温度に適した温調手段での温調を開始し、目標温度との乖離度が大きい場合には、第２温調モード（過渡状態の温調モード）により昇温か降温かに応じて温調手段を組み合わせたり選択したりし、さらに目標温度に近づいた場合には、第１温調モード（定常状態の温調モード）により測定温度に適した温調手段へ切り替えるという制御を行うので、比較的広い範囲での温調を行うことができ、その上、温調精度を高めることができる。

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、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。

処理槽１は、処理液を貯留する内槽３と、内槽３の外側に配置され、内槽３から溢れた処理液を回収する外槽５とを備えている。処理対象である円形状を呈する基板Ｗは、内槽３中に位置する処理位置と、内槽３の上方に位置する図示しない待機位置とにわたり、昇降可能な保持機構７によって保持される。この保持機構７は、背板９と、この背板９の下端部で紙面方向に長軸を有する保持部材１１とを備えており、複数枚の基板Ｗを保持することが可能である。

内槽３は、処理液の温度を測定して現在温度（ＰＶ）を出力する温度センサ１２を備え、内槽３の底部には両側に注入管１３が配設されている。この注入管１３は、外槽５に形成されている排出口１５と配管１７によって連通接続されている。配管１７は、その上流側から、ポンプ１９と、電子冷熱ユニット（以下、ＥＴＵと略す）２１と、ヒータ２３と、フィルタ２５とを備えている。配管１７のうちポンプ１９の上流部には、処理液供給源２７が連通接続されている。

配管１７への処理液供給源２７による注入点より上流側には、排出管路２９が配管１７から分岐して設けられている。この排出管路２９には、開閉弁３１が配設されている。この開閉弁３１を開放することで、外槽５と配管１７に貯留している処理液を排出する。また、内槽３の底部には、排液口３３が形成されている。この排液口３３には、排液管３５が接続されており、さらに開閉弁３７が取り付けられている。

上記のように構成された基板処理装置では、例えば、以下のようにしてフォトレジスト被膜が被着された基板Ｗの被膜除去処理を行う。なお、開閉弁３１，３７は閉止された状態である。

硫酸と過酸化水素水とを含む処理液を処理液供給源２７から供給しつつ、ポンプ１９を作動させて配管１７および注入管１３を介して内槽３に処理液を供給する。内槽３から溢れた処理液は外槽５で回収され、配管１７を介して注入管１３から再び内槽３に戻される。このとき、ヒータ２３やＥＴＵ２１を作動させて、所定の温度（目標温度（ＳＶ））に処理液を加熱して昇温する。処理液が所定の温度に達したら、保持機構７によって保持した基板Ｗ（フォトレジスト被膜が被着されている）を内槽３の処理位置にまで下降させる。すると、基板Ｗに被着されているフォトレジスト被膜は、処理液によって分解されて基板Ｗ面から剥離される。

上記の処理を開始して所定時間が経過すると、開閉弁３７を開放して内槽３から処理液を排出するとともに、処理液供給源２７から処理液としての純水を供給し、配管１７及び注入管１３を介して内槽３に純水を供給する。これにより、酸等が付着した基板Ｗの洗浄処理を行う。このとき、必要に応じて純水を所定の温度（目標温度（ＳＶ））に加熱して昇温し（例えば、６０℃）、温純水として供給する。所定時間が経過すると、処理液供給源２７からの純水の供給を停止するとともに、開閉弁３１を開放して配管１７内の純水を排出する。また、保持機構７を待機位置に上昇させ、処理済の基板Ｗを搬出する。

一例として上述したようにして基板Ｗに対する処理が行われるが、処理液の温調としては、硫酸・過酸化水素水を含む処理液を高温にする温度調整と、純水からなる処理液を先の処理液よりも低温にする温度調整とが行われる。このような温調は、本発明における制御手段に相当する制御部３９によって行われる。

制御部３９は、温調制御部４１と、温調器４３と、Ｉ／Ｆボックス４５と、ヒータ用制御器４７と、ＥＴＵ用制御器４９とを備えている。

温調器４３は、温度センサ１２から出力されてくる現在温度（ＰＶ）を受け取り、温調制御部４１から与えられた目標温度（ＳＶ）及びＰＩＤ値に応じてＩ／Ｆボックス４５に対して温調信号を出力する。Ｉ／Ｆボックス４５は、温調制御部４１から与えられた制御信号（例えば、後述する４種類の信号）を受け取り、その制御信号及び温調器４３からの温調信号に応じてヒータ用制御器４７または／およびＥＴＵ用制御器４９を制御する。ヒータ用制御器４７は、Ｉ／Ｆボックス４５からの指示に応じて、主としてヒータ２３への供給電力制御を行う。ＥＴＵ用制御器４９は、Ｉ／Ｆボックス４５からの指示に応じて、主としてＥＴＵ２１への供給電力を制御する。

上述した制御信号には、例えば、１：ＥＴＵ運転、２：ヒータ運転、３：加熱操作量制限、４：冷却操作量制限がある。

１：ＥＴＵ運転
ＥＴＵ２１をＰＩＤ制御で利用するための制御信号であり、ＰＩＤ値としてＥＴＵ２１用のものを用いる。これは、後述する常温温調において使用される。ＰＩＤ制御により、現在温度（ＰＶ）と目標温度（ＳＶ）との差分が小さい場合であっても、滑らかで、オフセットを自動修正し、外乱に対する応答が早い制御を行うことができる。

２：ヒータ運転
ヒータ２３をＰＩＤ制御で利用するための制御信号であり、ＰＩＤ値としてヒータ２３用のものを用いる。これは、後述する高温温調及び加熱温調において使用される。ＰＩＤ制御により、上記１：ＥＴＵ運転と同様の効果を奏する。

３：加熱操作量制限
ＥＴＵ２１を加熱に用いる場合に、ＰＩＤ制御ではなく固定操作量で利用するための制御信号であり、例えば、固定操作量として５０％を設定する。これは、後述する加熱温調において使用される。

４：冷却操作量制限
ＥＴＵ２１を冷却で用いる場合に、ＰＩＤ制御ではなく固定操作量で利用するための制御信号であり、例えば、固定操作量として５０％を設定する。これは、後述する冷却温調において使用される。

温調を行う場合には、図示しない設定手段を介して設定され、処理手順を規定したレシピに記載されている処理温度を温調制御部４１が読み込むとともに、処理温度を目標温度（ＳＶ）として温調器４３に出力するとともに、上記の４種類の制御信号のいずれか一つをＩ／Ｆボックス４５に出力し、さらに必要であればＰＩＤ値を温調器４３に出力する。なお、目標温度（ＳＶ）の設定や、制御信号の選択を行う際には、温調器４３から出力される現在温度（ＰＶ）と常温高温境界温度（Ｃ）等を考慮する。

制御部３９は、上述した各部の協働によって温調制御を行うが、最も特徴的なのは温度センサ１２から出力された現在温度（ＰＶ）を考慮して、常温温調または高温温調の「定常状態の温調モード」と、加熱温調または冷却温調の「過渡状態の温調モード」とを切り替えて温調する点にある。ここでいう「定常状態」とは、現在温度（ＰＶ）が目標温度（ＳＶ）に非常に近い場合をいい、「過渡状態」とは、現在温度（ＰＶ）が目標温度（ＳＶ）から離れている場合をいう。上記の「近い」とは、併用キャンセル温度ｒ及び併用利用温度ｒ２と、現在温度（ＰＶ）及び目標温度（ＳＶ）の差分との関係で表される。ここで、併用キャンセル温度ｒとは、過渡状態の温調モードのうち加熱温調から定常状態の温調モード（常温温調または高温温調）に移行する際の温度を表し、併用利用温度ｒ２とは、頻繁に加熱温調に移行することがないように設けているパラメータであり、この値を大きくすると加熱温調に移行し難くなる。具体的には、｜ＳＶ−ＰＶ｜≦ｒ＋ｒ２の関係が成立する場合、つまり温度差分が小さい場合は、定常状態の温調モードのいずれかを採り、上記関係式を満たさない場合、つまり温度差が大きい場合は、過渡状態の温調モードのいずれかを採る。また、一旦、過渡状態の温調モードに移行しても、｜ＳＶ−ＰＶ｜≦ｒとなった場合には、定常状態の温調モード（常温温調または高温温調）に戻る。

なお、併用キャンセル温度ｒと併用利用温度ｒ２とが本発明における第１規定値に相当し、併用キャンセル温度ｒが本発明における第２規定値に相当する。

また、定常状態の温調モードのうち、「常温温調」はＥＴＵ２１による温調のことをいい、「高温温調」はヒータ２３による温調のことをいう。ＥＴＵ２１は、例えばペルチェ素子等の電子冷熱デバイスを備えたものであり、降温及び昇温を行うことができるが、昇温は比較的低温でしか能力を発揮することができない。その一方、ヒータ２３は、冷却するには供給電力を遮断するオフによる自然降温しかできないが、比較的高温における昇温能力に優れる。温調制御部４１は、これらの常温温調と高温温調とを切り替える閾値として、常温高温境界温度（Ｃ）を用いる。常温高温境界温度（Ｃ）としては、６０℃が例示される。この例では、現在温度（ＰＶ）が６０℃を未満である場合には常温温調を行い、６０℃以上である場合には高温温調を行う。上述した制御信号としては、それぞれ１：ＥＴＵ運転、２：ヒータ運転にあたる。

なお、常温高温境界温度（Ｃ）は、ＥＴＵ２１とヒータ２３の温調能力を勘案して適宜に設定すればよい。

また、過渡状態の温調モードのうち、「加熱温調」とは、ＥＴＵ２１及びヒータ２３による昇温のことをいい、「冷却温調」とは、ＥＴＵ２１による降温のことをいう。したがって、加熱温調においては、ヒータ２３による比較的高温における優れた昇温能力に加え、ＥＴＵ２１による昇温能力をも利用するので、短時間のうちに昇温させることが可能である。また、冷却温調においては、ヒータ２３による昇温を停止して行う自然降温とは異なり、ＥＴＵ２１によって強制的に温度を下げるので、短時間のうちに降温させることが可能である。

次に、図２を参照して昇温時の制御について説明する。なお、図２は、温調制御について昇温時におけるパターンを示す模式図である。この図２において、矢線の始点と終点及び軌跡は模式的に示したものであって、温度等の相対的な比較を行うような厳密な意味はない。

パターンＰＡ１（常温温調のみ）
現在温度（ＰＶ）が常温高温境界温度（Ｃ）より低く、かつ現在温度（ＰＶ）と目標温度（ＳＶ）との差分が小さいので（｜ＳＶ−ＰＶ｜≦ｒ＋ｒ２）、定常状態の温調モードから変わることがなく、ＥＴＵ２１による常温温調だけが行われる。

パターンＰＡ２（高温温調のみ）
現在温度（ＰＶ）が常温高温境界温度（Ｃ）より高く、かつ現在温度（ＰＶ）と目標温度（ＳＶ）との差分が小さいので（｜ＳＶ−ＰＶ｜≦ｒ＋ｒ２）、定常状態の温調モードから変わることがなく、ヒータ２３による高温温調のみが行われる。

パターンＰＡ３（常温温調→加熱温調→高温温調）
現在温度（ＰＶ）が常温高温境界温度（Ｃ）より低く、かつ現在温度（ＰＶ）と目標温度（ＳＶ）との差分が大きいので（｜ＳＶ−ＰＶ｜＞ｒ＋ｒ２）、定常状態の温調モードでＥＴＵ２１による常温温調を開始した後、過渡状態の温調モードに移行してＥＴＵ２１及びヒータ２３による加熱温調を行う。そして、差分が小さくなった場合には（｜ＳＶ−ＰＶ｜≦ｒ）、定常状態の温調モードに移行してＥＴＵ２１による常温温調を行う。

パターンＰＡ４（高温温調→加熱温調→高温温調）
現在温度（ＰＶ）が常温高温境界温度（Ｃ）より高く、かつ現在温度（ＰＶ）と目標温度（ＳＶ）との差分が大きいので（｜ＳＶ−ＰＶ｜＞ｒ＋ｒ２）、定常状態の温調モードでヒータ２３による高温温調を開始した後、過渡状態の温調モードに移行してＥＴＵ２１及びヒータ２３による加熱温調を行う。その後、差分が小さくなった場合には（｜ＳＶ−ＰＶ｜≦ｒ）、定常状態の温調モードに移行してヒータ２３による高温温調を行う。

パターンＰＡ５（常温温調→高温温調）
現在温度（ＰＶ）が常温高温境界温度（Ｃ）より低く、かつ現在温度（ＰＶ）と目標温度（ＳＶ）との差分が小さいので（｜ＳＶ−ＰＶ｜≦ｒ＋ｒ２）、定常状態の温調モードでＥＴＵ２１による常温温調を開始した後、温調モードが変わることなくヒータ２３による高温温調に移行する。

パターンＰＡ６（常温温調→加熱温調→高温温調）
現在温度（ＰＶ）が常温高温境界温度（Ｃ）より低く、かつ現在温度（ＰＶ）と目標温度（ＳＶ）との差分が大きいので（｜ＳＶ−ＰＶ｜＞ｒ＋ｒ２）、定常状態の温調モードでＥＴＵ２１による常温温調を開始した後、過渡状態の温調モードに移行してＥＴＵ２１及びヒータ２３による加熱温調を行う。そして、差分が小さくなった場合には（｜ＳＶ−ＰＶ｜≦ｒ）、定常状態の温調モードに移行してヒータ２３による高温温調を行う。

次に、図３を参照して降温時の制御について説明する。なお、図３は、温調制御について降温時におけるパターンを示す模式図である。この図３において、矢線の始点と終点及び軌跡は、上記図２と同様に厳密な意味はない。

パターンＰＢ１（常温温調のみ）
現在温度（ＰＶ）が常温高温境界温度（Ｃ）より低く、かつ現在温度（ＰＶ）と目標温度（ＳＶ）との差分が小さいので（｜ＳＶ−ＰＶ｜≦ｒ＋ｒ２）、定常状態の温調モードから変わることがなく、ＥＴＵ２１による常温温調だけが行われる。

パターンＰＢ２（高温温調→冷却温調→常温温調）
現在温度（ＰＶ）が常温高温境界温度（Ｃ）より高く、かつ現在温度（ＰＶ）と目標温度（ＳＶ）との差分が大きいので（｜ＳＶ−ＰＶ｜＞ｒ＋ｒ２）、定常状態の温調モードでヒータ２３による高温温調を開始した後、過渡状態の温調モードに移行してＥＴＵ２１による冷却温調を行う。そして、前記差分が小さくなった場合には（｜ＳＶ−ＰＶ｜≦ｒ）、定常状態の温調モードに移行してＥＴＵ２１による常温温調を行う。

パターンＰＢ３（高温温調→冷却温調→高温温調）
現在温度（ＰＶ）が常温高温境界温度（Ｃ）より高く、かつ現在温度（ＰＶ）と目標温度（ＳＶ）との差分が大きいので（｜ＳＶ−ＰＶ｜＞ｒ＋ｒ２）、定常状態の温調モードでヒータ２３による高温温調を開始した後、過渡状態の温調モードに移行してＥＴＵ２１による冷却温調を行う。その後、前記差分が小さくなった場合には（｜ＳＶ−ＰＶ｜≦ｒ）、定常状態の温調モードに移行してヒータ２３による高温温調を行う。

上述したように本実施例によると、現在温度（ＰＶ）が常温高温境界温度（Ｃ）より低い場合には、比較的低温での温調能力に優れるＥＴＵ２１を用い、現在温度（ＰＶ）が常温高温境界温度（Ｃ）よりも高い場合には、比較的高温での温調能力に優れるヒータ２３を用いて温調を開始する（定常状態の温調モード）。そして、現在温度（ＰＶ）と目標温度（ＳＶ）との差分が「大きく」、かつ「昇温」を行う場合には、加熱能力が高いヒータ２３と、加熱能力は低いものの加熱能力を備えるＥＴＵ２１とを両方用いて、加熱のためのパワーを最大限に利用した昇温を行い、現在温度（ＰＶ）と目標温度（ＳＶ）との差分が「大きく」、かつ「冷却」を行う場合には、冷却能力が高いＥＴＵ２１だけを用いて降温する（過渡状態の温調モード）。さらに、現在温度（ＰＶ）が目標温度（ＳＶ）に近づいて差分が小さくなった場合には定常状態の温調モードにする。

このように、ヒータ２３とＥＴＵ２１とを直列関係で配管１７に設けるので、従来提案されているような並列関係の構成に比較して構成を簡易化することができる。また、温調開始時の現在温度（ＰＶ）に適した温調手段での温調を開始し、目標温度（ＳＶ）との乖離度が大きい場合には昇温か降温かに応じて温調手段を組み合わせたり選択したりし、さらに目標温度（ＳＶ）に近づいた場合には、現在温度（ＰＶ）に適した温調手段へ切り替えるという制御を行うので、比較的広い範囲での温調を行うことができ、その上、温調精度を高めることができる。

ここで図４を参照する。なお、この図４は、昇温時における温度変化例を示す模式図である。
上述した昇温時におけるパターンＰＡ３，ＰＡ４，ＰＡ６では、過渡状態の温調パターンである加熱温調から定常状態の温調パターンである高温温調または常温温調に移行して最終的に現在温度（ＰＶ）が目標温度（ＳＶ）に一致することになる。その過程では、目標温度（ＳＶ）−現在温度（ＰＶ）≦併用キャンセル温度（ｒ）となった場合に、温調パターンを切り替えることが好ましい。過渡状態の温調パターンでは、２：ヒータ運転と、３：加熱操作量制限によって、ヒータ２３のＰＩＤ制御とＥＴＵ２１の固定操作量で昇温が行われるので、加熱のためのパワーを最大限に利用した昇温を行うことができる。

このように制御することにより、現在温度（ＰＶ）と目標温度（ＳＶ）との差分が大きい場合であっても、熱量が大きなヒータ２３による温調については、滑らかで、オフセットを自動修正し、外乱に対する応答が早い制御を行うことができ、熱量が小さなＥＴＵ２１による温調については、固定操作量で滑らかに素早く目標値へ向かわせる制御を行うことができる。

ここで図５を参照する。なお、この図５は、降温時における温度変化例を示す模式図である。
上述した降温時におけるパターンＰＢ３では、過渡状態の温調パターンである冷却温調から定常状態の温調パターンである高温温調に移行して目標温度（ＳＶ）へと近づいてゆく。その過程では、一旦、目標温度（ＳＶ）−固定値（Ｍ）＝冷却昇温切替温度（Ｔ１）を仮の目標値として降温し、冷却昇温切替温度（Ｔ１）に到達した後、目標値（ＳＶ）への昇温を開始することが好ましい。過渡状態の温調パターンでは、４：冷却操作量制限で固定操作量により冷却を行うので、ＰＩＤ制御による冷却（図５中に点線で示す軌跡）に比較して短時間で高温温調に移行させることができる。

このように制御することにより、現在温度（ＰＶ）と目標温度（ＳＶ）との差分が大きい場合であっても、冷却時の冷却能力が高いＥＴＵ２１による温調について、固定操作量で滑らかに素早く目標値へ向かわせる制御を行うことができる。また、一旦は目標温度（ＳＶ）より低温にまで降温することにより、確実にヒータ２３がオンするようにできる。

本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した実施例では、内槽１と外槽５を連通し、処理液を循環供給する配管１７にＥＴＵ２１とヒータ２３を直列に設けているが、例えば、循環させることなく、処理槽１に処理液を供給する配管に設けてもよい。また、上述したい実施例のようなバッチ式に限定されるものでもなく、一枚ずつ基板を処理する枚葉式であっても処理液を温調する場合には、本発明を適用することができる。

（２）上述した実施例では、処理液として硫酸・過酸化水素水を含む処理液と、温純水からなる処理液を温調する例を挙げて説明しているが、温調される処理液であればどのような処理液であってもよい。

（３）上述した実施例では、温調器４３を一台として説明しているが、ＥＴＵ２１用とヒータ２３用にそれぞれ一台ずつの合計２台の温調器を備える構成であってもよい。

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。温調制御について昇温時におけるパターンを示す模式図である。温調制御について降温時におけるパターンを示す模式図である。昇温時における温度変化例を示す模式図である。降温時における温度変化例を示す模式図である。

符号の説明

１ … 処理槽
３ … 内槽
５ … 外槽
７ … 保持機構
１１ … 保持部材
１２ … 温度センサ
ＰＶ … 現在温度
１７ … 配管
２１ … ＥＴＵ
２３ … ヒータ
３９ … 制御部
４１ … 温調制御部
４３ … 温調器
４５ … Ｉ／Ｆボックス
４７ … ヒータ用制御器
４９ … ＥＴＵ用制御器
Ｃ … 常温高温境界温度
ｒ … 併用キャンセル温度
ｒ２ … 併用利用温度
Ｍ … 固定値
Ｔ１ … 冷却昇温切替温度

Claims

基板の処理を行う基板処理装置において、
基板に処理を行うための処理部と、
前記処理部に処理液を供給する配管と、
前記配管に設けられたヒータと、
前記ヒータに対して直列関係で前記配管に設けられた電子冷熱ユニットと、
処理液の温度を測定する温度センサと、
前記ヒータ及び前記電子冷熱ユニットを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、予め設定されている常温高温境界温度に対して、前記温度センサにより測定された温度が低い場合、前記電子冷熱ユニットによる常温温調を行い、予め設定されている常温高温境界温度に対して、前記温度センサにより測定された温度が高い場合、前記ヒータによる高温温調を行う第１温調モードを設定し、
前記温度センサにより測定された温度と目標温度との差分が、予め設定されている第１規定値以上の場合、処理液を昇温するときには、前記ヒータ及び前記電子冷熱ユニットによる加熱温調を行う第２温調モードを設定し、
前記第２温調モードに設定された後、前記温度センサにより測定された温度と目標温度との差分が、予め設定されている第２規定値以下になったか否かを判断し、
前記第２温調モードに設定された後、前記温度センサにより測定された温度と目標温度との差分が、予め設定されている第２規定値以下になった場合には、前記第１温調モードを設定し、
前記温度センサにより測定された温度と目標温度との差分が、予め決められた第２規定値以下でない場合には、前記第２温調モードを継続することを特徴とする基板処理装置。
基板の処理を行う基板処理装置において、
基板に処理を行うための処理部と、
前記処理部に処理液を供給する配管と、
前記配管に設けられたヒータと、
前記ヒータに対して直列関係で前記配管に設けられた電子冷熱ユニットと、
処理液の温度を測定する温度センサと、
前記ヒータ及び前記電子冷熱ユニットを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、予め設定されている常温高温境界温度に対して、前記温度センサにより測定された温度が低い場合、前記電子冷熱ユニットによる常温温調を行い、予め設定されている常温高温境界温度に対して、前記温度センサにより測定された温度が高い場合、前記ヒータによる高温温調を行う第１温調モードを設定し、
前記温度センサにより測定された温度と目標温度との差分が、予め設定されている第１規定値以上の場合、処理液を降温するときには、前記電子冷熱ユニットによる冷却温調を行う第２温調モードを設定し、
前記第２温調モードに設定された後、前記温度センサにより測定された温度と目標温度との差分が、予め設定されている第２規定値以下になったか否かを判断し、
前記第２温調モードに設定された後、前記温度センサにより測定された温度と目標温度との差分が、予め設定されている第２規定値以下になった場合には、前記第１温調モードを設定し、
前記温度センサにより測定された温度と目標温度との差分が、予め決められた第２規定値以下でない場合には、前記第２温調モードを継続す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、
前記制御部は、前記常温温調の場合、前記電子冷熱ユニットをＰＩＤ制御し、前記高温温調の場合、前記ヒータをＰＩＤ制御す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、
前記制御部は、前記加熱温調の場合には前記ヒータをＰＩＤ制御するとともに、前記電子冷熱ユニットを固定操作量で制御することを特徴とする基板処理装置。
請求項２に記載の基板処理装置において、
前記制御部は、前記冷却温調の場合には前記電子冷熱ユニットを固定操作量で制御することを特徴とする基板処理装置。