JP6517564B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

発明は、基板に対する処理液を用いた処理のための基板処理装置に関する。処理の対象となる基板には、たとえば、半導体基板、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板などが含まれる。

半導体装置や液晶表示装置の製造工程では、半導体ウエハなどの基板を処理液によって処理する基板処理装置が用いられる。基板を１枚ずつ処理する枚葉型の基板処理装置は、たとえば、基板を水平に保持して回転させるスピンチャックを含む処理ユニットと、薬液と純水とを指定された混合比で混合することにより混合薬液を生成する混合薬液生成ユニットと、混合薬液を指定された液温に加熱するヒータと、混合薬液生成ユニットで生成された混合薬液を処理ユニットに向けて圧送するポンプと、を備えている（例えば特許文献１参照。）。

薬液と純水との混合比や混合薬液の液温は基板の基板処理条件として規定されており、処理対象の基板が変更される度に変更されることがある。

特開２００６−３５１７０９公報

混合薬液は、例えば混合薬液生成ユニット内の薬液循環路に所望量の薬液と純水とを個別に供給することにより作成されるが、混合薬液が指定された混合比に安定するまでには一定の時間を要する。

また、混合薬液の液温は、例えば薬液循環路内を循環する混合薬液をヒータで指定された液温になるまで加熱することにより変更する。この場合も、混合薬液が指定された液温に安定するまでには一定の時間を要する。

処理ユニットに与えられる混合薬液の混合比や液温が安定しないと、基板処理の性能を安定させることができない。たとえば、混合薬液として希釈フッ酸を用いてシリコン基板の酸化膜を除去するエッチング処理を実行する場合を考える。この場合に、希釈フッ酸の混合比や液温が不安定だとエッチング量が安定しない。すなわち良好な基板処理性能を発揮することができない。

そこで本発明の目的は、処理ユニットに向けて、指定された混合比および液温の混合薬液を安定して供給することのできる基板処理装置を提供することである。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、加熱された第１温度の純水を供給する第１温度純水供給部と、前記第１温度よりも低い第２温度の純水を供給する第２温度純水供給部と、前記第１温度純水供給部から供給される前記第１温度の純水の流量を調整する第１バルブと、前記第２温度純水供給部から供給される前記第２温度の純水の流量を調整する第２バルブとを含み、前記第１バルブおよび前記第２バルブにより流量調整された前記第１温度の純水と前記第２温度の純水とを混合して混合純水を生成する混合純水生成部と、薬液を供給する薬液供給部と、前記混合純水生成部で生成された前記混合純水と前記薬液供給部から供給される前記薬液とを指定された混合比で混合し混合薬液とするための薬液混合部と、基板を水平姿勢に支持するスピンベースと、前記スピンベースに向けて前記混合薬液を吐出するノズルと、を含む処理チャンバと、前記第１バルブと前記第２バルブとを制御するバルブと、前記指定された混合比のもとで混合された前記混合薬液が指定された液温になるように、前記バルブの開度を制御して前記第１バルブの初期開度と前記第２バルブの初期開度とを設定する初期開度設定処理を実行させた後に、前記薬液混合部から前記ノズルに向けて前記混合薬液の吐出を開始する吐出開始処理を実行させる制御部と、を備えた基板処理装置である。

請求項１記載の基板処理装置によると、薬液混合部は薬液と混合純水とを指定された混合比に混合して混合薬液を生成する。また、制御部は、指定された混合比のもとで混合された混合薬液が指定された液温になるように、第１バルブと第２バルブの初期開度を設定する初期開度設定処理を実行する。さらに、制御部は、混合比および液温の調整作業が完了した後に、スピンベースに支持された基板に向けて混合薬液の吐出を開始する。これにより、基板処理の開始当初から混合比と液温とが適正に調整された混合薬液を基板に吐出することができる。したがって、安定した基板処理が可能になる。

請求項２の発明は、前記混合純水生成部は駆動エアを供給するエア供給源を含み、前記第１バルブと前記第２バルブとは前記エア供給源から分岐配管を経由して供給される駆動エアによって駆動されるエアバルブであり、前記バルブは、前記第１バルブおよび前記第２バルブに対する駆動エアの流量を制御するエアバルブであり、前記制御部は前記エアバルブの開度を制御することにより前記第１バルブと前記第２バルブ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である。

請求項２記載の基板処理装置によると、第１バルブと第２バルブとを簡易な機構により駆動することができる。したがって、装置構成が簡易になる。

請求項３の発明は、前記駆動エアの流量に対するバルブ開度特性は、前記第１バルブと前記第２バルブとで相補的な特性とされている請求項２に記載の基板処理装置である。

請求項３記載の基板処理装置によると、混合純水の液温を変更するために第１バルブと第２バルブとを調整しても薬液混合部に入力する混合純水の流量は変動しない。したがって、薬液混合部における薬液と混合純水との混合比を安定させることができる。

請求項４の発明は、前記混合純水生成部と前記薬液混合部とは薬液温調混合部を構成し、前記薬液温調混合部は前記処理チャンバに隣接して設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３いずれかに記載の基板処理装置である。

請求項４記載の基板処理装置によると、薬液温調混合部が処理チャンバに隣接しているため、薬液温調混合部と処理チャンバとの間で混合薬液の液温は維持される。したがって、基板処理をより安定させることが可能になる。

請求項５の発明は、前記処理チャンバは複数個存在し、前記薬液温調混合部は前記処理チャンバ毎に設けられ、前記第１温度純水供給部は前記複数の薬液温調混合部に向けて前記第１温度の純水を供給することを特徴とする請求項４記載の基板処理装置である。

請求項５記載の基板処理装置によると、第１温度純水供給部は複数の薬液温調混合部に向けて第１温度の純水を供給することができる。したがって、装置構成をより簡易にすることができる。

請求項６の発明は、前記制御部は、前記第１温度純水供給部と前記複数の薬液温調混合部との距離のばらつきを参照して前記初期開度設定処理を実行することを特徴とする請求項５記載の基板処理装置である。

請求項６記載の基板処理装置によると、第１温度純水供給部と複数の薬液温調混合部との距離のばらつきを参照して初期開度設定処理を実行する。したがって、第１温度純水供給部と複数の薬液温調混合部との距離に応じて第１温度の純水の液温が変化する場合でも、第１バルブと第２バルブとを適正に制御することが可能になる。このため、基板処理をより安定させることができる。

請求項７の発明は、前記複数の薬液温調混合部のそれぞれは、その混合純水生成部に対して供給される前記第１温度の純水の液温を測定する第１温度純水液温センサを備え、前記制御部は前記第１温度純水液温センサの出力を参照して、前記各薬液温調混合部に設けられた前記第１バルブと前記第２バルブとを制御することを特徴とする請求項５記載の基板処理装置である。

請求項７記載の基板処理装置によると、第１温度純水液温センサによって測定された加熱純水の液温に応じて初期開度設定処理を実行することができる。したがって、第１温度純水供給部と複数の薬液温調混合部との距離の大きさに応じて薬液温調混合部に供給される第１温度の純水の液温が変化する場合であっても、第１バルブと第２バルブとを適正に制御することが可能になる。このため、基板処理をより安定させることができる。

請求項８の発明は、前記薬液温調混合部と前記ノズルとの間で前記混合薬液の液温を測定する混合薬液液温センサをさらに有し、前記制御部は前記混合薬液液温センサの出力に基づいて、前記吐出開始処理後の前記第１バルブと前記第２バルブとの制御を実行する、請求項４ないし請求項７のいずれかに記載の基板処理装置である。

請求項８記載の基板処理装置によると、混合薬液の液温のフィードバック制御が可能になる。このため、基板処理をより安定させることが可能になる。
請求項９の発明では、前記制御部は、初期開度決定テーブルを参照して、前記指定された液温に基づいて前記バルブの開度を決定し、前記初期開度決定テーブルは、前記混合薬液の液温と前記バルブの開度との関係を示す、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の基板処理装置である。
請求項１０の発明は、加熱された第１温度の純水を供給する第１温度純水供給部と、前記第１温度よりも低い第２温度の純水を供給する第２温度純水供給部と、前記第１温度純水供給部から供給される前記第１温度の純水の流量を調整する第１バルブと、前記第２温度純水供給部から供給される前記第２温度の純水の流量を調整する第２バルブとを含み、前記第１バルブおよび前記第２バルブにより流量調整された前記第１温度の純水と前記第２温度の純水とを混合して混合純水を生成する混合純水生成部と、薬液を供給する薬液供給部と、前記混合純水生成部で生成された前記混合純水と前記薬液供給部から供給される前記薬液とを指定された混合比で混合し混合薬液とするための薬液混合部と、基板を水平姿勢に支持するスピンベースと、前記スピンベースに向けて前記混合薬液を吐出するノズルと、を含む処理チャンバと、前記指定された混合比のもとで混合された前記混合薬液が指定された液温になるように、前記第１バルブの初期開度と前記第２バルブの初期開度とを設定する初期開度設定処理を実行させた後に、前記薬液混合部から前記ノズルに向けて前記混合薬液の吐出を開始する吐出開始処理を実行させる制御部と、を備え、前記混合純水生成部と前記薬液混合部とは薬液温調混合部を構成し、前記薬液温調混合部は前記処理チャンバに隣接して設けられ、前記処理チャンバは複数個存在し、前記薬液温調混合部は前記処理チャンバ毎に設けられ、前記第１温度純水供給部は前記複数の薬液温調混合部に向けて前記第１温度の純水を供給し、前記制御部は、前記第１温度純水供給部と前記複数の薬液温調混合部との距離のばらつきを参照して前記初期開度設定処理を実行する、基板処理装置である。

各請求項に記載の発明によれば、指定された混合比および液温の混合薬液を安定して生成し、処理チャンバ内の基板に供給することができる。これにより基板処理装置による基板の処理性能を向上することができる。

本発明の実施の形態に係る基板処理装置の平面図である。 図１の基板処理装置の模式的斜視図である。 基板処理装置における処理液の供給経路について説明するための図である。 各処理ユニット２１の構成について説明するための模式図である。 バルブ２４２およびバルブ２４３からＤＩＷ混合配管２４４に流入するＤＩＷの流量と、バルブ２４６の開度との関連を説明するグラフである。 ブロック図である。 基板処理装置１００による基板処理の流れを説明するフローチャートである。 初期開度決定テーブルを説明するグラフである。 初期開度決定テーブルを説明するグラフである。 初期開度決定テーブルを説明するグラフである。

以下、本発明の実施の形態に係る基板処理装置について図面を参照しながら説明する。以下の説明において、基板とは、半導体ウェハ、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板または光ディスク用基板等をいう。
（１）基板処理装置の構成
図１は、本発明の実施の形態に係る基板処理装置の平面図である。図２は、図１の基板処理装置の模式的斜視図である。図１の基板処理装置１００は、基板に処理液として薬液を用いた処理（以下、薬液処理と呼ぶ。）を行う。基板処理装置１００は、インデクサ部１０、処理部２０および補助部３０を備える。インデクサ部１０には、インデクサロボット１１が設けられる。薬液処理前の基板が、カセットに収容された状態でインデクサ部１０に搬入される。インデクサロボット１１は、カセットから薬液処理前の基板を取り出し、その基板を後述の搬送ロボット１５に渡す。また、インデクサロボット１１は、後述の搬送ロボット１５から薬液処理後の基板を受け取り、その基板をカセットに戻す。

処理部２０は、処理室群Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４および搬送ロボット１５を含む。処理室群Ｕ１，Ｕ２は、処理部２０の一方の側面に沿って並ぶように配置され、処理室群Ｕ３，Ｕ４は、処理部２０の他方の側面に沿って並ぶように配置される。図２に示すように、処理室群Ｕ１〜Ｕ４の各々は、上下に積層された複数の処理室２１を含む。本例では、各処理室群が３つの処理室２１を含み、合計で１２個の処理室２１が設けられる。各処理室２１において、基板の薬液処理が行われる。

図１に示すように、処理室群Ｕ１〜Ｕ４によって取り囲まれた空間に、搬送ロボット１５が設けられる。搬送ロボット１５は、インデクサロボット１１から受け取った薬液処理前の基板を処理室群Ｕ１〜Ｕ４の各処理室２１に搬送する。また、搬送ロボット１５は、処理室群Ｕ１〜Ｕ４の各処理室２１から薬液処理後の基板を取り出し、その基板をインデクサロボット１１に渡す。

補助部３０は、液供給室３１を含む。液供給室３１から処理部２０の処理室群Ｕ１〜Ｕ４の各処理室２１に高温ＤＩＷ（DeIonized Water（脱イオン水））が供給される。液供給室３１の詳細については後述する。

図３は、基板処理装置１００における処理液の供給経路について説明するための図である。図３に示すように、液供給室３１には、ＤＩＷタンク４１が設けられる。ＤＩＷタンク４１には、工場配管から供給されたＤＩＷが貯留される。ＤＩＷタンク４１には図示しない液量センサが設置されており当該液量センサの出力に基づいて、バルブ４５を開閉することにより、ＤＩＷタンク４１に所定量のＤＩＷが貯留されるように制御される。なお、工場配管から供給されるＤＩＷは常温である。

ＤＩＷタンク４１には、循環配管ＰＣの一端および他端が接続される。循環配管ＰＣには、ポンプ４２、温調部４３およびフィルタ４４が介挿される。ポンプ４２は、循環配管ＰＣの一端から他端に向かってＤＩＷが流れるように、循環配管ＰＣ内のＤＩＷを圧送する。これにより、ＤＩＷタンク４１内のＤＩＷが循環配管ＰＣを通して循環される。温調部４３は図示しない液温センサを有しておりＤＩＷタンク４１から圧送されるＤＩＷが常に第１温度の高温（例えば８０℃）に維持されるように加熱する。フィルタ４４は、ポンプ４２の下流に配置され、循環配管ＰＣを流れるＤＩＷから異物を除去する。

フィルタ４４の下流の分岐点において、循環配管ＰＣに処理用循環配管Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の一端がそれぞれ接続される。なお、図３では、処理用循環配管Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の中間部分の図示を省略している。

処理用循環配管Ｐ１〜Ｐ４は、液供給室３１から処理部２０にＤＩＷを送液し、かつ処理部２０から液供給室３１にＤＩＷを還流させる。処理部２０において、処理用循環配管Ｐ１は、処理ユニット群Ｕ１の近傍を通るように延びる。なお、図示は省略するが、処理用循環配管Ｐ２は、処理ユニット群Ｕ２の近傍を通るように延び、処理用循環配管Ｐ３は、処理ユニット群Ｕ３の近傍を通るように延び、処理用循環配管Ｐ４は、処理ユニット群Ｕ４の近傍を通るように延びる。処理用循環配管Ｐ１〜Ｐ４の他端は、処理用循環配管Ｐ１〜Ｐ４の一端よりも下流の循環配管ＰＣの位置に接続される。

複数の処理ユニット２１にそれぞれ対応するように複数の分岐配管Ｐｄが設けられる。処理ユニット群Ｕ１の複数の処理ユニット２１は、対応する分岐配管Ｐｄを介して処理用循環配管Ｐ１にそれぞれ接続される。同様に、処理ユニット群Ｕ２〜Ｕ４の複数の処理ユニット２１は、対応する分岐配管Ｐｄを介して処理用循環配管Ｐ２〜Ｐ４（図示省略）にそれぞれ接続される。

循環配管ＰＣを流れる高温ＤＩＷは、温調装置４３によって一定の高温に調整され、かつフィルタ４４を通して浄化される。浄化後の高温ＤＩＷが、処理用循環配管Ｐ１〜Ｐ４を通して処理部２０に導かれた後に液供給室３１に戻される。また、処理用循環配管Ｐ１〜Ｐ４から各分岐配管Ｐｄを通して各処理ユニット２１に高温ＤＩＷが導かれる。温調部４３は循環配管ＰＣを循環するＤＩＷが指定された温度で維持されるようにＤＩＷの液温を調整するが、温調部４３から各処理ユニット２１への配管距離のばらつきが大きくなると、各処理ユニット２１に導かれる高温ＤＩＷの液温にもばらつきが生じることがある。

各処理ユニット２１は、基板Ｗを処理するための処理チャンバ２２と、処理チャンバ２２に隣接する位置に設けられ、処理チャンバ２２に指定混合比および指定温度に調整された混合薬液を供給する薬液混合温調部２３とをからなる。

薬液混合温調部２３は、分岐配管Ｐｄから供給される高温ＤＩＷと工場配管から前記高温ＤＩＷよりも低温（たとえば約２０℃）である常温ＤＩＷを供給する常温ＤＩＷ用配管２４０を経て供給される常温ＤＩＷとを混合して混合ＤＩＷを生成する混合ＤＩＷ生成部２３１と、混合ＤＩＷの流量を制御するバルブ２３２と、混合ＤＩＷの流量を検出する流量計２３３と、工場配管から薬液温調混合部２３に薬液を導入する薬液導入配管２３４と、薬液導入配管２３４を通過する薬液の流量を制御するバルブ２３５と、薬液の流量を検出する流量計２３６と、薬液と混合ＤＩＷとを混合させて混合薬液にする薬液混合配管２３７と、混合薬液の流量を制御するバルブ２３８とを有している。薬液として、例えば、ＳＣ１（アンモニア過酸化水素水混合液）、ＳＣ２（塩酸過酸化水素水混合液）、ＳＰＭ（sulfuric acid / hydrogen peroxide mixture：硫酸過酸化水素水混合液）、フッ酸またはバッファードフッ酸が用いられる。

処理チャンバ２２は、基板Ｗを水平姿勢で支持するスピンベース１１１と、薬液混合配管２３７から供給される混合薬液をスピンベース１１１に支持された基板Ｗに向けて吐出するノズル１３０と、薬液混合配管２３７とノズル１３０との間で混合薬液の液温を検出する温度センサ２３９などを有している。
（２）処理ユニットの構成
図４は、各処理ユニット２１の構成について説明するための模式図である。図４に示すように、処理ユニット２１は、処理チャンバ２２および薬液温調混合部２３とを含む。処理チャンバ２２は、回転保持部１１０、スピンベース１１１、処理カップ１２０、ノズル１３０、温度センサ２３９を含む。スピンベース１１１は回転保持部１１０に連結されている。スピンベース１１１の上面には図示しない複数の保持ピンが配設され、これらの複数の保持ピンによりスピンベース１１１の上面に基板Ｗを水平に保持する。回転保持部１１０によってスピンベース１１１上に保持される基板Ｗが鉛直な回転中心線の周りに回転される。

処理カップ１２０は、回転保持部１１０を取り囲むように設けられ、基板Ｗから飛散する混合薬液を受け止める。処理カップ１２０によって受け止められた混合薬液は、回収または廃棄される。ノズル１３０は、基板Ｗの上方の位置と基板Ｗの外方の位置との間で移動可能に設けられ、基板Ｗの上方の位置において、基板Ｗに向けて混合薬液を吐出する。

薬液温調混合部２３は、既述したバルブ２３２、流量計２３３、薬液導入配管２３４、バルブ２３５、流量計２３６、薬液混合配管２３７、バルブ２３８に加え、混合ＤＩＷ生成部２３１を有している。

混合ＤＩＷ生成部２３１は、常温ＤＩＷ用配管２４０、高温ＤＩＷ用配管２４１、ノーマルオープンのバルブ２４２、ノーマルクローズのバルブ２４３、ＤＩＷ混合配管２４４、エア供給部２４５、バルブ２４６を含んでいる。

バルブ２４２とバルブ２４３とはエア供給部２４５から供給される駆動エアによって駆動されるエアバルブである。

バルブ２４２は、常温ＤＩＷ用配管２４０内の常温ＤＩＷの流量を連続的に変更する弁体２４２ａ、エア供給部２４５から供給される駆動エアの流量の増加に応じて弁体２４２ａを矢印Ｙ１方向に移動させて常温ＤＩＷの流量を減少させるピストン２４２ｂと、駆動エアによるピストン２４２ｂの付勢に抗して弁体２４２ａを矢印Ｙ１の反対方向に付勢するスプリング２４２ｃとを含んでいる。バルブ２４２に対する駆動エアの流量がゼロであるとき常温ＤＩＷ用配管２４０は完全に開放され、駆動エアの流量が最大値であるとき常温ＤＩＷ用配管２４０は完全に閉鎖される。このように、バルブ２４２は駆動エアの流量がゼロであるときに完全に開放状態となるノーマルオープンのバルブである。

他方のバルブ２４３は、高温ＤＩＷ用配管２４１内の高温ＤＩＷの流量を連続的に変更する弁体２４３ａ、エア供給部２４５から供給される駆動エアの流量の増加に応じて弁体２４２ａを矢印Ｙ２方向に移動させて高温ＤＩＷの流量を増加させるピストン２４３ｂと、エアによるピストン２４３ｂの付勢に抗して弁体２４２ａを矢印Ｙ２の反対方向に付勢するスプリング２４３ｃとを含んでいる。バルブ２４３に対する駆動エアの流量がゼロであるとき高温ＤＩＷ用配管２４１は完全に閉鎖され、駆動エアの流量が最大値であるとき高温ＤＩＷ用配管２４１は完全に開放される。このように、バルブ２４３は駆動エアの流量がゼロであるときに完全に閉鎖状態となるノーマルクローズのバルブである。

エア供給手段２４５は分岐配管２４７を経由して、常時一定の流量の駆動エアをバルブ２４２およびバルブ２４３に供給する。バルブ２４２およびバルブ２４３への駆動エアの流量はバルブ２４６によってゼロと最大値との間で連続的に調節される。

バルブ２４２により流量が調節された常温ＤＩＷと、バルブ２４３により流量が調節された高温ＤＩＷとはＤＩＷ混合配管２４４において混合され、混合ＤＩＷとなる。混合ＤＩＷの液温は常温ＤＩＷと高温ＤＩＷの混合比を調整することにより変更することができる。
（３）バルブ開度特性
図５はバルブ２４６の開度と、バルブ２４２およびバルブ２４３からＤＩＷ混合配管２４４に流入する各ＤＩＷの流量との関連を説明するグラフである。グラフの横軸はバルブ２４６の開度である。バルブ２４６の開度は０％（完全に閉鎖した状態）と１００％（完全に開放した状態）との間で連続的に変更される。グラフの縦軸はＤＩＷ混合配管２４４に流入する各ＤＩＷの流量である。線Ｌ１はＤＩＷ混合配管２４４に流入する常温ＤＩＷの液量であり、線Ｌ２はＤＩＷ混合配管２４４に流入する高温ＤＩＷの液量である。すなわち、線Ｌ１は駆動エアの流量に対するバルブ２４２のバルブ開度特性を表しており、線Ｌ２は駆動エアの流量に対するバルブ２４３のバルブ開度特性を表している。

バルブ２４６の開度が０％のときバルブ２４２が完全に開放される一方、バルブ２４３が完全に閉鎖される。このため、ＤＩＷ混合配管２４４へは常温ＤＩＷのみが流入する。このとき混合ＤＩＷの液温は常温ＤＩＷの液温と等しくなる。

バルブ２４６の開度が１００％のときバルブ２４３が完全に開放される一方でバルブ２４２が完全に閉鎖される。このため、ＤＩＷ混合配管２４４へは高温ＤＩＷのみが流入する。このとき混合ＤＩＷの液温は高温ＤＩＷの液温と等しくなる。

バルブ２４２とバルブ２４３のバルブ開度特性は相補的な特性とされている。すなわち、バルブ２４２とバルブ２４３の特性は常温ＤＩＷの流量と高温ＤＩＷの流量との和がバルブ２４６の開度に拘わらず常に一定となるような特性とされている。したがって、バルブ２４６の開度が０％のときの常温ＤＩＷの流量と、バルブ２４６の開度が１００％のときの高温ＤＩＷの流量とは同一である。また、バルブ２４６の開度が５０％のとき、常温ＤＩＷの流量および高温ＤＩＷの流量はそれぞれ最大値の５０％であり、その和はバルブ２４６の開度が０％のときの常温ＤＩＷの流量、開度が１００％のときの高温ＤＩＷの流量と同一である。
（４）制御ブロック図
図６は、基板処理装置１００の電気的構成を示すブロック図である。基板処理装置１００は制御部２００を備えている。この制御部２００には、入力部２０１、センサ手段としての流量計２３３、２３６および温度センサ２３９、インデクサロボット１１、搬送ロボット１５、回転保持部１１０、ポンプ４２、温調部４３、バルブ２３２および２３５、バルブ２４６、バルブ２３８、等が制御対象として接続されている。

入力部２０１は、制御部２００に対して、基板Ｗの基板処理条件を規定するレシピを入力する。基板処理条件には、基板Ｗに供給される薬液の種類、濃度、液温、吐出時間などが含まれる。

制御部２００は上記レシピに基づいて上記制御対象を制御することにより、基板Ｗの搬送や薬液処理を逐次に実行する。
（５）動作説明
図７は、基板処理装置１の動作の流れを説明するフローチャートである。

まず、制御部２００は入力部２０１から入力されるレシピの読み込みを実行する（ステップＳ１）。レシピには処理対象の基板Ｗと、当該基板Ｗに対する基板処理条件が規定されている。制御部２００は基板処理条件で指定されている薬液の指定濃度に基づいて薬液とＤＩＷの混合比を決定する（ステップＳ２）。次に、制御部２００はステップＳ２で決定された薬液とＤＩＷの混合比に応じた開度でバルブ２３２とバルブ２３５を開放する（ステップＳ３）。これにより、薬液導入配管２３４から薬液混合配管に向けて２３７に薬液が導入される。但し、この時点でバルブ２３５は閉止されているため、薬液が薬液混合配管２３７からノズル１３０に向けて供給されることはない。

制御部２００は次に、基板処理条件で指定された、基板Ｗに吐出される混合薬液の液温（指定液温）に基づいて、バルブ２４２および２４３の初期開度を決定する。本実施形態においては、バルブ２４２とバルブ２４３の初期開度は以下に説明する初期開度決定テーブルを用いて決定される。図８は初期開度決定テーブルの作成手順を説明するためのグラフである。図８のグラフの横軸は指定液温である。グラフの縦軸はバルブ２４６の開度である。既述したように本実施形態では、バルブ２４６の開度を調整することにより駆動エアの量が変化してバルブ２４２およびバルブ２４３の開度が連動して調整される。したがって、図８のグラフではバルブ２４６の開度の説明を以て、バルブ２４２およびバルブ２４３の開度の説明に代えている。

線Ｌ３は指定濃度が０％のときの、指定液温とバルブ２４６の開度との相関を示している。指定濃度が０％のとき、薬液混合配管２３７内の液体の温度は常温ＤＩＷの液温Ｔ（ｃｏｌｄ）と高温ＤＩＷの液温Ｔ（ｈｏｔ）との間で調整することができる。すなわち、バルブ２４６の開度を０％に設定すると、バルブ２４２が完全に開放しバルブ２４３が完全に閉止される。このため、薬液混合配管２３７にはバルブ２４２を通過した常温ＤＩＷのみが供給される。したがって、薬液混合配管２３７内の液体の温度は常温Ｔ（Ｃｏｌｄ）になる。常温Ｔ（ｃｏｌｄ）とバルブ２４６の開度０％とを対応付けることにより図８のグラフ上に座標ｄ１が特定できる。

一方、バルブ２４６の開度を１００％に設定すると、バルブ２４２が完全に閉鎖されバルブ２４３が完全に開放される。これにより、薬液混合配管２３７にはバルブ２４３を通過した高温ＤＩＷのみが供給される。したがって、薬液混合配管２３７内の液体の温度は高温ＤＩＷの温度Ｔ（ｈｏｔ）になる。Ｔ（ｈｏｔ）とバルブ２４６ｎ開度１００％とを対応付けることにより図８のグラフ上に座標ｄ２が特定できる。

上記座標ｄ１と座標ｄ２とを結ぶことにより線Ｌ３（初期開度決定テーブル）を得ることができる。座標ｄ１と座標ｄ２との間の座標を実測により取得するとより高い精度で初期開度を決定することができる。

線Ｌ４は指定濃度がｎ％（０％＜ｎ％＜１００％）のときの、指定液温とバルブ２４６の開度との相関を示している。本実施形態では、薬液の液温は常温である。薬液混合配管２３７には、混合比に応じた流量の薬液（常温）が供給される。したがって、高温のＤＩＷのみを薬液混合配管２３７に供給しても、Ｔ（ｈｏｔ）よりも低い液温（Ｔ（ｎ−ｈｏｔ）しか得ることができない。バルブ２４６の開度を１００％に設定したときにノズル１３０から吐出する混合薬液の液温を実測し、この液温（Ｔ（ｎ−ｈｏｔ））とバルブ開度１００％とを対応付けることにより図８のグラフ上に座標ｄ３が特定できる。

一方、バルブ２４３を全開、バルブ２４２を完全閉鎖して薬液混合配管に常温ＤＩＷのみが供給されるようにした場合には、常温（Ｔ（ｃｏｌｄ））を得ることができる。これにより、図８のグラフにおいて座標ｄ１が特定できる。

上記座標ｄ１と座標ｄ３とを結ぶことにより線Ｌ４（初期開度決定テーブル）を得ることができる。座標ｄ１と座標ｄ３との間の座標を実測により取得するとより高精度に初期開度を決定することができる。

制御部２００の内部にはこのような線（初期開度決定テーブル）Ｌ３、Ｌ４が指定濃度毎に複数格納されている。

ステップＳ１において例えば、指定濃度ｎ％、指定液温Ｔ（ｎ）（Ｔ（ｃｏｌｄ）＜Ｔ（ｎ）＜Ｔ（ｎ−ｈｏｔ））のレシピが読み込まれるた場合には、制御部２００はステップＳ４において、図８のグラフの線Ｌ４を選択する。次に、制御部２００は指定濃度ｎ％に対応する、座標ｄ４を線Ｌ４上に探索する。制御部２００は座標ｄ４を特定することにより、指定濃度ｎ％、指定液温Ｔ（ｎ）の混合薬液を生成することのできるバルブ２４６の開度ａｉｒ（ｎ）を取得する。この開度ａｉｒ（ｎ）がバルブ２４２およびバルブ２４３の初期開度となる。

なお、常温の薬液の代わりに、加熱された薬液が薬液温調混合部２３に供給されることも考えられる。図９は加熱された薬液が薬液温調混合部２３に供給される場合の指定液温とバルブ２４６の開度との相関を説明するグラフである。薬液温調混合部２３の薬液混合配管２３７には加熱された薬液が供給される。このため、混合ＤＩＷ生成部２３１から薬液温調混合部２３に常温ＤＩＷのみが供給されるようにしても、混合薬液の液温はＴ（ｃｏｌｄ）より高いＴ（ｃｏｌｄ）'になる。同様の理由から、最高液温はＴ（ｎ−ｈｏｔ）よりも高温のＴ（ｎ−ｈｏｔ）'になる。このようにして、図９のグラフ上に座標ｄ５および座標ｄ６を特定できる。これらの座標ｄ５およびｄ６を結ぶことにより線Ｌ４１（初期開度決定テーブル）を得ることができる。この場合において、指定液温Ｔ（ｎ）を得るには既述したバルブ開度ａｉｎ（n）よりも低いａｉｒ（ｎ）'でバルブ２４６を開放することになる。

図７のフローチャートに戻る。ステップＳ５において、制御部２００はステップＳ４で決定されたバルブ２４６の初期開度（すなわちバルブ２４２とバルブ２４３の初期開度）を得るようにバルブ２４６を制御する。これにより、エア供給部２４５からバルブ２４６の開度に応じた駆動エアが分岐配管２４７を経由してバルブ２４２およびバルブ２４３に送られる。これによりバルブ２４２から常温ＤＩＷが、バルブ２４３から高温ＤＩＷがそれぞれ供給されＤＩＷ混合配管２４４で混合され混合ＤＩＷとなる。混合ＤＩＷは薬液混合配管２３７に送られ、薬液導入配管２３４からの薬液と混合されて混合薬液となる。ステップＳ３において混合比に応じた開度でバルブ２３２、２３５が開放されているため、混合薬液の濃度は指定濃度に一致している。また、ステップＳ５において指定液温に応じた初期開度でバルブ２４２とバルブ２４３が開放されているため、混合薬液の液温は指定液温に一致している。

次のステップＳ６で、制御部２００は、レシピに従ってインデクサロボット１１および搬送ロボット１５などを制御して、基板Ｗを処理チャンバ２２に搬入し、スピンベース１１１上に固定させる。なお、ステップＳ６は、既述したＳ２〜Ｓ５のいずれか又は全ての工程と並行して実行してもよい。

次のステップＳ７で、制御部２００は、回転保持部１１０により基板Ｗを回転させつつ、ノズル１３０から基板Ｗの中心に向けて混合薬液を吐出する。具体的には、バルブ２３８を開放することによって、薬液混合配管内２３７内の混合薬液をノズル１３０から吐出させる。既述したように、ステップＳ７を開始する前に薬液混合温調部は薬液混合部２３には指定濃度・指定液温に調整された混合薬液が供給されている。このため、ステップＳ７の混合薬液の吐出を開始した当初から混合比と液温とが適正に調整された混合薬液を基板Ｗに向けて供給することができる。したがって、基板処理性能が安定する。

例えば、混合薬液として希釈フッ酸を用いてシリコン基板の酸化膜を除去するエッチング処理を実行する場合を想定すると、基板Ｗに向けて混合薬液の吐出を開始する時点において、希釈フッ酸の濃度や液温が不安定であると、基板Ｗの酸化膜を所望のエッチング量でエッチングすることができなくなる。すなわち、基板処理性能が不安定になる。本実施の形態によればこのような事態が回避できる。

さらに、本実施形態に係る基板処理装置１００では、薬液温調混合部２３は処理チャンバ２２毎に隣接して設けられている。薬液温調混合部２３は混合薬液の混合比調整と液温調整とを行っている。薬液温調混合部２３で作成された混合薬液を処理チャンバ２２に送液される間の液温の降温が抑制されている。このため、基板処理がさらに安定する。また、混合比および液温のチャンバ間差を回避することも可能になる。

次のステップＳ８では、流量計２３３、流量計２３６および温度センサ２３９からの出力に基づいたフィードバック制御が実行される。すなわち、制御部２００は流量計２３３および流量計２３６からの出力に基づいて、ステップＳ２で決定した混合比で薬液および混合ＤＩＷが薬液混合配管２３７に供給されるように、バルブ２３２およびバルブ２３５の開度を制御する。また、温度センサ２３９の出力に基づいて、レシピで指定された指定液温でノズル１３０から混合薬液が吐出するように、バルブ２４６の開度を調整する。これにより、所定の混合比および液温の混合薬液が基板Ｗに供給し続けることが可能になる。

なお、本実施形態ではバルブ２３を開放することによりノズル１３０から基板Ｗに向けた混合薬液の吐出を開始した。しかし、バルブ２３８を省略することができる。この場合、バルブ２３２およびバルブ２３５をステップＳ２で決定された開度で、ステップＳ７において同時に開放することによりノズル１３０から基板Ｗに向けて混合薬液の吐出を開始することになる。
（６）変形例
図２および図３から明らかなように処理ユニット２１（薬液温調混合部２３）と温調部４３との配管距離は処理ユニット２１毎に異なっている。処理用循環配管Ｐ１〜Ｐ４（図３参照）の断熱性能が十分でない場合、配管距離が長くなるに従って高温ＤＩＷの液温が低下し、薬液温調混合部２３に供給される高温ＤＩＷの液温がばらつくおそれがある。高温ＤＩＷの液温のばらつきは配管距離の長さに比例すると考えられるため、各処理ユニット２１に与えられる高温ＤＩＷの液温は配管長さから経験的に推定することができる。薬液温調混合部２３の高温ＤＩＷ用配管２４０に温度センサを取り付け、当該温度センサの出力から高温ＤＩＷの液温を把握するようにしてもよい。既述した初期開度決定工程（ステップＳ４）では、このようにして把握した高温ＤＩＷの液温のばらつきを反映させるようにしてもよい。

すなわち、前に図８および図９を用いて説明した初期開度決定テーブルはすべての処理ユニット２１で共有することもできるが、高温ＤＩＷの液温のばらつきに応じて補正したものを使用してもよい。図１０は指定液温とバルブ２４６の開度とを対応づけたグラフである。線Ｌ３および線Ｌ４は基準となる処理ユニット２１（第１処理ユニット２１ａと言う。）の初期開度決定テーブルである（線Ｌ３は薬液濃度０％のテーブル。線Ｌ４は薬液濃度ｎ％のテーブル）。第１処理ユニット２１ａよりも温調部４３から離れた位置に位置する別の処理ユニット（第２処理ユニット２１ｂ）を考える。第２処理ユニット２１ｂに供給される高温ＤＩＷは第１処理ユニット２１ａに供給される高温ＤＩＷよりも差分温度Ｔ（ｄ）だけ低温であるとする。第１処理ユニット２１ａの初期開度テーブルＬ３およびＬ４の高温側の座標ｄ２およびｄ３を差分温度Ｔ（ｄ）だけ低温側に移動させて座標ｄ２'およびｄ３'を取得する。座標ｄ２'と座標ｄ１とを結ぶことにより薬液濃度０％のときの第２処理ユニット２１ｂの初期開度決定テーブルＬ３１を取得することができる。同様に、座標ｄ３'と座標ｄ１とを結ぶことにより薬液濃度ｎ％のときの初期開度決定テーブルＬ４１を取得することができる。

こうして作成した薬液濃度毎の初期開度決定テーブルを処理ユニット２１毎に用意しておくことができる。このような初期開度決定テーブルを使用してバルブ２４２およびバルブ２４３の初期開度決定工程（ステップＳ４）を行う場合、液温のチャンバ間差を効果的に解消することができる。

なお、上記各実施形態では高温ＤＩＷ（第１温度）は約８０℃、常温ＤＩＷ（第２温度）は約２０℃であったがこれら以外の液温であってもよい。例えば常温ＤＩＷは常温よりも低温であってもよい。

本発明は、基板の処理に有効に利用することができる。

１０ インデクサ部
１１ インデクサロボット
１５ 搬送ロボット
２０ 処理部
２１ 処理ユニット
２２ 処理チャンバ
２３ 薬液温調混合部
３０ 補助部
３１ 液供給室
４１ ＤＩＷタンク
４２ ポンプ
４３ 温調部
４４ フィルタ
４５ バルブ
１００ 基板処理装置
１１０ 回転保持部
１１１ スピンベース
１２０ 処理カップ
１３０ ノズル
２００ 制御部
２０１ 入力部
２３１ 混合ＤＩＷ生成部
２３２ バルブ
２３３ 流量計
２３４ 薬液導入配管
２３５ バルブ
２３６ 流量計
２３７ 薬液混合配管
２３８ バルブ
２３９ 温度センサ
２４０ 常温ＤＩＷ用配管
２４１ 高温ＤＩＷ用配管
２４２ バルブ
２４３ バルブ
２４４ ＤＩＷ混合配管
２４５ エア供給部
２４６ バルブ
２４７ 分岐配管

Claims (10)

1. 加熱された第１温度の純水を供給する第１温度純水供給部と、
   前記第１温度よりも低い第２温度の純水を供給する第２温度純水供給部と、
   前記第１温度純水供給部から供給される前記第１温度の純水の流量を調整する第１バルブと、前記第２温度純水供給部から供給される前記第２温度の純水の流量を調整する第２バルブとを含み、前記第１バルブおよび前記第２バルブにより流量調整された前記第１温度の純水と前記第２温度の純水とを混合して混合純水を生成する混合純水生成部と、
   薬液を供給する薬液供給部と、
   前記混合純水生成部で生成された前記混合純水と前記薬液供給部から供給される前記薬液とを指定された混合比で混合し混合薬液とするための薬液混合部と、
   基板を水平姿勢に支持するスピンベースと、前記スピンベースに向けて前記混合薬液を吐出するノズルと、を含む処理チャンバと、
   前記第１バルブと前記第２バルブとを制御するバルブと、
   前記指定された混合比のもとで混合された前記混合薬液が指定された液温になるように、前記バルブの開度を制御して前記第１バルブの初期開度と前記第２バルブの初期開度とを設定する初期開度設定処理を実行させた後に、前記薬液混合部から前記ノズルに向けて前記混合薬液の吐出を開始する吐出開始処理を実行させる制御部と、を備えた基板処理装置。
2. 前記混合純水生成部は駆動エアを供給するエア供給源を含み、
   前記第１バルブと前記第２バルブとは前記エア供給源から分岐配管を経由して供給される駆動エアによって駆動されるエアバルブであり、
   前記バルブは、前記第１バルブおよび前記第２バルブに対する駆動エアの流量を制御するエアバルブであり、
   前記制御部は前記エアバルブの開度を制御することにより前記第１バルブと前記第２バルブ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。
3. 前記駆動エアの流量に対するバルブ開度特性は、前記第１バルブと前記第２バルブとで相補的な特性とされている請求項２に記載の基板処理装置。
4. 前記混合純水生成部と前記薬液混合部とは薬液温調混合部を構成し、前記薬液温調混合部は前記処理チャンバに隣接して設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３いずれかに記載の基板処理装置。
5. 前記処理チャンバは複数個存在し、
   前記薬液温調混合部は前記処理チャンバ毎に設けられ、前記第１温度純水供給部は前記複数の薬液温調混合部に向けて前記第１温度の純水を供給することを特徴とする請求項４記載の基板処理装置。
6. 前記制御部は、前記第１温度純水供給部と前記複数の薬液温調混合部との距離のばらつきを参照して前記初期開度設定処理を実行することを特徴とする請求項５記載の基板処理装置。
7. 前記複数の薬液温調混合部のそれぞれは、その混合純水生成部に対して供給される前記第１温度の純水の液温を測定する第１温度純水液温センサを備え、
   前記制御部は前記第１温度純水液温センサの出力を参照して、前記各薬液温調混合部に設けられた前記第１バルブと前記第２バルブとを制御することを特徴とする請求項５記載の基板処理装置。
8. 前記薬液温調混合部と前記ノズルとの間で前記混合薬液の液温を測定する混合薬液液温センサをさらに有し、
   前記制御部は前記混合薬液液温センサの出力に基づいて、前記吐出開始処理後の前記第１バルブと前記第２バルブとの制御を実行する、請求項４ないし請求項７のいずれかに記載の基板処理装置。
9. 前記制御部は、初期開度決定テーブルを参照して、前記指定された液温に基づいて前記バルブの開度を決定し、
   前記初期開度決定テーブルは、前記混合薬液の液温と前記バルブの開度との関係を示す、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の基板処理装置。
10. 加熱された第１温度の純水を供給する第１温度純水供給部と、
    前記第１温度よりも低い第２温度の純水を供給する第２温度純水供給部と、
    前記第１温度純水供給部から供給される前記第１温度の純水の流量を調整する第１バルブと、前記第２温度純水供給部から供給される前記第２温度の純水の流量を調整する第２バルブとを含み、前記第１バルブおよび前記第２バルブにより流量調整された前記第１温度の純水と前記第２温度の純水とを混合して混合純水を生成する混合純水生成部と、
    薬液を供給する薬液供給部と、
    前記混合純水生成部で生成された前記混合純水と前記薬液供給部から供給される前記薬液とを指定された混合比で混合し混合薬液とするための薬液混合部と、
    基板を水平姿勢に支持するスピンベースと、前記スピンベースに向けて前記混合薬液を吐出するノズルと、を含む処理チャンバと、
    前記指定された混合比のもとで混合された前記混合薬液が指定された液温になるように、前記第１バルブの初期開度と前記第２バルブの初期開度とを設定する初期開度設定処理を実行させた後に、前記薬液混合部から前記ノズルに向けて前記混合薬液の吐出を開始する吐出開始処理を実行させる制御部と、を備え、
    前記混合純水生成部と前記薬液混合部とは薬液温調混合部を構成し、前記薬液温調混合部は前記処理チャンバに隣接して設けられ、
    前記処理チャンバは複数個存在し、
    前記薬液温調混合部は前記処理チャンバ毎に設けられ、前記第１温度純水供給部は前記複数の薬液温調混合部に向けて前記第１温度の純水を供給し、
    前記制御部は、前記第１温度純水供給部と前記複数の薬液温調混合部との距離のばらつきを参照して前記初期開度設定処理を実行する、基板処理装置。

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