JPH0835079A

JPH0835079A - 低濃度調整装置

Info

Publication number: JPH0835079A
Application number: JP16830394A
Authority: JP
Inventors: 敏朗 ▲廣▼江; Toshiro Hiroe
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1994-07-20
Filing date: 1994-07-20
Publication date: 1996-02-06
Anticipated expiration: 2015-05-15
Also published as: JP3040313B2

Abstract

(57)【要約】【目的】低濃度の薬液を目標濃度に迅速に収束させる
ようにする。【構成】基板処理装置では、薬液が低濃度の目標濃度
になるように調整される。この装置は希釈液貯留槽１か
ら希釈液を供給するポンプＰ１と薬液貯留槽２から薬液
を供給するポンプＰ２と基板処理槽３と濃度センサー８
と制御部２０とを備えている。基処理槽３は希釈された
薬液を貯溜する。濃度センサー８は、目標濃度に対し
て、基板処理槽３に貯溜された薬液の濃度を所定の検出
誤差範囲で断続的に検出する。制御部２０は、濃度セン
サー８が目標濃度と異なる濃度を検出したとき、目標濃
度Ｃｔと検出濃度Ｃｍとの半分の濃度を新たな目標値Ｃ
ｓに設定し、基板処理槽３内の薬液の濃度が設定された
目標値ＣｓとなるようにポンプＰ１またはポンプＰ２を
制御して薬液濃度を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、低濃度調整装置、特
に、薬液が低濃度の目標濃度になるように調整する低濃
度調整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体や液晶表示装置の製造工程では、
エッチングや、エッチング後のフォトレジストの剥離処
理や、剥離後の基板の洗浄処理等の処理液による基板処
理工程が不可欠である。この種の基板処理工程では、た
とえばフッ酸（ＨＦ）の低濃度液でのエッチング処理や
洗浄処理が行われている。

【０００３】低濃度の処理液を調合する場合、従来、調
合槽で所望の濃度に薬液を調合した後に処理槽に供給し
たり、処理槽内で所望の濃度に薬液を調合することが行
われている。このような薬液の調合時には、まず、薬液
と希釈液とを目標濃度となるようにそれぞれ定量供給
し、その濃度を濃度センサーで計測し、目標濃度から外
れている場合にはさらに検出された濃度と目標濃度との
差分だけ薬液又は希釈液を供給する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この種の低濃度の薬液
の濃度を測定する濃度センサーは、センサーの再現性及
び検出精度が良好ではないために、所定範囲の検出誤差
が生じる。たとえば、１％濃度のフッ酸の濃度を測定す
ると１％±０．０１％程度の検出誤差が生じる。したが
って、低濃度の処理液を濃度センサーの検出濃度に応じ
て一定濃度に制御するのが困難である。このため、最初
から目標濃度を狙って薬液と希釈液とを供給すると、薬
液濃度が濃くなりすぎることがある。このとき、逆に薄
めるように希釈液を入れると逆に薄くなりすぎ、次に濃
くなりすぎるということを繰り返し、濃度が目標濃度に
迅速に収束しにくい。

【０００５】また、処理槽内で調合する際に処理の進行
につれて濃度が薄くなることがある。このような場合
に、目標濃度を狙って薬液を調合すると同様な問題が生
じ、目標濃度に迅速に収束しにくい。本発明の目的は、
低濃度の薬液を目標濃度に迅速に収束させるようにする
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る低濃度調整
装置は、薬液が低濃度の目標濃度になるように調整する
装置であって、貯溜槽と濃度検出手段と目標値設定手段
と濃度調整手段とを備えている。貯溜槽は、薬液を貯溜
するためのものである。濃度検出手段は、目標濃度に対
して、貯溜槽に貯溜された薬液の濃度を所定の検出誤差
範囲で断続的に検出するものである。目標値設定手段
は、濃度検出手段が目標濃度と異なる濃度を検出したと
き、目標濃度と検出濃度との間の濃度を新たな目標値に
設定するものである。濃度調整手段は、貯溜槽内の薬液
の濃度が目標値設定手段で設定された目標値となるよう
に薬液濃度を調整するものである。

【０００７】なお、目標値設定手段は、検出濃度と目標
濃度との間の半分の濃度を目標値に設定するのが好まし
い。また、濃度調整手段が、目標濃度より濃い濃度の薬
液を貯溜槽に供給する薬液供給手段と、検出濃度が目標
濃度より薄いとき、目標値設定手段で設定された目標値
に応じて薬液供給手段を動作させる動作手段とを有して
いるのが好ましい。

【０００８】また、濃度調整手段が、薬液を希釈するた
めの希釈液を貯溜槽に供給する希釈液供給手段と、検出
濃度が目標濃度より濃いとき、目標値設定手段で設定さ
れた目標値に応じて希釈液供給手段を動作させる動作手
段とを有しているのが好ましい。また、貯溜槽から薬液
を排出して貯溜槽に戻す循環手段をさらに備え、濃度検
出手段が、循環している薬液の濃度を検出するのが好ま
しい。

【０００９】また、動作手段は、貯溜槽内で新たな薬液
を調合するとき、目標濃度の検出誤差範囲の下限の濃度
になるように薬液供給手段及び希釈液供給手段を動作さ
せるのが好ましい。

【００１０】

【作用】本発明に係る低濃度調整装置では、薬液が貯溜
槽に貯溜されると、濃度検出手段が所定の検出誤差範囲
で薬液の濃度を検出する。検出された濃度が目標濃度と
異なるとき、目標値設定手段は、目標濃度と検出濃度と
の間の濃度を新たな目標値に設定する。そして薬液の濃
度が目標値設定手段で設定された目標値となるように濃
度調整手段が薬液の濃度を調整する。

【００１１】ここでは、濃度調整を直接目標濃度に対し
て行うのではなく、目標濃度と検出濃度との間の目標値
に対して行うので、濃度検出手段が所定の検出誤差範囲
で濃度を検出しても、濃度が濃くなったり薄くなったり
せず迅速に目標濃度に収束する。なお、検出濃度と目標
濃度との半分の濃度を目標値に設定する場合には、より
効率良く目標濃度に収束できる。

【００１２】また、濃度調整手段が、目標濃度より濃い
濃度の薬液を貯溜槽に供給する薬液供給手段と、検出濃
度が目標濃度より薄いとき、目標値設定手段で設定され
た目標値に応じて薬液供給手段を動作させる動作手段と
を有する場合には、検出濃度が薄いときに目標値に対し
て迅速に濃度が制御され、目標濃度に対する収束がより
迅速になる。

【００１３】また、薬液を希釈するための希釈液を貯溜
槽に供給する希釈液供給手段と、検出濃度が目標濃度よ
り濃いとき、目標値設定手段で設定された目標値に応じ
て希釈液供給手段を動作させ動作手段とを有する場合に
は、検出濃度が濃いときに目標値に対して迅速に濃度が
制御され、目標濃度に対する収束がより迅速になる。ま
た、貯溜槽から薬液を排出して貯溜槽に戻す循環手段を
さらに備え、濃度検出手段は循環している薬液の濃度を
検出する場合には、薬液が常に循環しているので、薬液
濃度をより精度良く検出できる。

【００１４】さらに、動作手段が、貯溜槽内で新たな薬
液を調合するとき、目標濃度の検出誤差範囲の下限の濃
度になるように薬液供給手段及び希釈液供給手段を動作
させる場合には、薄めに濃度を設定した状態で濃度調整
を行うので、濃度が濃くなることがなくなり、迅速に所
望の目標濃度に収束する。

【００１５】

【実施例】図１において、本発明の一実施例を採用した
基板処理装置は、希釈液貯溜槽１と薬液貯溜槽２と基板
処理槽３とを有している。希釈液貯溜槽１には、希釈液
として例えば純水が貯溜されている。また薬液貯溜槽２
には、薬液として例えばフッ酸が貯溜されている。希釈
液貯溜槽１の底部には、基板処理槽３に希釈液を供給す
るための希釈液供給配管４が接続されている。希釈液供
給配管４の途中には、定量ポンプＰ１が配置されてい
る。同様に薬液貯溜槽２の底部には、薬液を基板処理槽
３に供給するための薬液供給配管５が接続されており、
その途中には定量ポンプＰ２が配置されている。

【００１６】基板処理槽３の内部には多数の基板Ｗを主
面を対向配置させて保持するための基板保持部１０が設
けられている。基板処理槽３の底部には、循環配管６の
一端が接続されている。循環配管６の他端は、基板処理
槽３の上部から内部に導入されている。循環配管６の途
中には、循環ポンプＰ３、温度調節用の熱交換器７、濃
度センサー８、フィルター９及び循環バルブＶ１が一端
からこの順に配置されている。また、フィルター９と循
環バルブＶ１との間には、排出バルブＶ２が接続されて
いる。濃度センサー８は、低濃度のフッ酸（例えば１
％）の水溶液を±０．０１％の検出誤差範囲で検出可能
なものであり、例えば、静電容量センサーや光センサー
から構成されている。

【００１７】基板処理装置は、図２に示す制御部２０を
有している。制御部２０は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭを
含むマイクロコンピュータから構成されている。制御部
２０には、目標濃度等の入力を行うための操作パネル２
１及び濃度センサー８が接続されている。また、制御部
２０には、定量ポンプＰ１，Ｐ２、循環ポンプＰ３、循
環バルブＶ１、供給バルブＶ２及び他の入出力部が接続
されている。

【００１８】次に、制御部２０の制御動作を、図３〜図
６に示す制御フローチャートに従って説明する。プログ
ラムがスタートするとまずステップＳ１で初期設定を行
う。この際、各ポンプＰ１〜Ｐ３をオフし、各バルブＶ
１，Ｖ２を閉状態にする。また、各種のセット値を初期
値にセットする。

【００１９】ステップＳ２では、操作パネル２１から目
標濃度Ｃｔが入力されたか否かを判断する。ステップＳ
３では、調合指令がなされたか否かを判断する。ステッ
プＳ４では基板処理指令がなされたか否かを判断する。
ステップＳ５では排出指令がなされたか否かを判断す
る。ステップＳ６では他の指令がなされたか否かを判断
する。他の指令がなされていないと判断するとステップ
Ｓ２に戻る。

【００２０】目標濃度Ｃｔが入力されたと判断されると
ステップＳ２からステップＳ１０に移行する。ステップ
Ｓ１０では、入力された目標濃度Ｃｔをセットする。な
おこの目標濃度は、例えば１％にセットされる。この目
標濃度Ｃｔは、若干の幅（例えばＣｔ±０．００５％程
度の幅）を持ってセットされる。調合指令がなされたと
判断するとステップＳ３からステップＳ１１に移行す
る。ステップＳ１１では調合処理（後述）を行う。基板
処理指令がなされたと判断するとステップＳ４からステ
ップＳ１２に移行する。ステップＳ１２では基板処理
（後述）がなされる。排出指令がなされたと判断すると
ステップＳ５からステップＳ１３に移行する。ステップ
Ｓ１３では排出処理（後述）がなされる。他の指令がな
されるとステップＳ６からステップＳ１４に移行する。
ステップＳ１４ではその指令に応じた他の処理が実行さ
れる。

【００２１】ステップＳ１１の調合処理では、図４のス
テップＳ２１で目標濃度Ｃｔから検出誤差範囲αを減じ
た値を目標値Ｃｓとして設定する。ステップＳ２２で
は、この目標値Ｃｓとなるように定量ポンプＰ１，Ｐ２
をオンする。例えば目標濃度Ｃｔが１％にセットされ、
検出誤差範囲が±０．０１％である場合には、目標値Ｃ
ｓとして０．９９％が設定される。この目標値Ｃｓに応
じて、ポンプＰ１とポンプＰ２の吐出量がそれぞれ制御
され、希釈液及び薬液が希釈液貯留槽１及び薬液貯留槽
２からそれぞれ基板処理槽３に供給される。なお、基板
処理槽３の容量は予め定められているので、ここでは、
その容量に応じた目標値Ｃｓの濃度となるように各ポン
プＰ１，Ｐ２が制御される。この結果、図７に示すよう
な濃度になる。

【００２２】ステップＳ２３では時間Ｔ１の経過を待
つ。この時間Ｔ１は、希釈液及び処理液が基板処理槽３
に供給されるのに充分な時間である。ステップＳ２４で
は循環バルブＶ１を開く。ステップＳ２５では、循環ポ
ンプＰ３をオンする。この結果、基板処理槽３内の薬液
が循環配管６により循環する。ステップＳ２６では時間
Ｔ２の経過を待つ。この時間Ｔ２は、循環時間を定める
ためのものである。所定の時間Ｔ２が経過するとステッ
プＳ２７に移行する。

【００２３】ステップＳ２７では濃度センサー８の出力
を取り込み、濃度Ｃｍを測定する。ステップＳ２８で
は、検出された濃度Ｃｍが目標濃度Ｃｔの範囲に入って
いるか否かを判断する。目標濃度Ｃｔの範囲に入ってい
る場合にはメインルーチンに戻る。目標濃度Ｃｔからそ
れている場合にはステップＳ２９に移行する。ステップ
Ｓ２９では、図７に示すように、目標濃度Ｃｔと検出濃
度Ｃｍとの半分の濃度を新たな目標値Ｃｓとして設定す
る。ステップＳ３０では、検出濃度Ｃｍが目標濃度Ｃｔ
より大きいか否かを判断する。検出濃度Ｃｍが目標濃度
Ｃｔより小さい場合には濃度が薄すぎるので、ステップ
Ｓ３１に移行し、検出濃度Ｃｍと目標値Ｃｓとの差分に
応じて定量ポンプＰ２をオンさせ、薬液を基板処理槽３
に供給する。また検出濃度Ｃｍが目標濃度Ｃｔより大き
いと判断した場合には濃度が濃すぎるので、ステップＳ
３２に移行し、検出濃度Ｃｍと目標値Ｃｓの差分に応じ
て定量ポンプＰ１をオンさせ、希釈液を基板処理槽３に
供給する。これらの処理が終了するとステップＳ２６に
戻る。そして検出濃度Ｃｍが目標濃度Ｃｔの許容範囲内
に入るまでステップＳ２６以降の動作を繰り返す。

【００２４】ステップＳ１２の基板処理では、図５のス
テップＳ４０でバルブＶ１を開いてバルブＶ２を閉じ
る。ステップＳ４１では、循環ポンプＰ３をオンする。
ステップＳ４２では、時間Ｔ３の経過を待つ。この時間
Ｔ３は、濃度センサー８による検出間隔を定めるための
時間である。ステップＳ４３では濃度センサー８の出力
を取り込み、濃度Ｃｍを測定する。ステップＳ４４で
は、検出濃度Ｃｍが目標濃度Ｃｔの範囲に入っているか
否かを判断する。許容範囲からそれている場合にはステ
ップＳ４５に移行する。ステップＳ４５では、ステップ
Ｓ２９と同様に、検出濃度Ｃｍと目標濃度Ｃｔとの半量
分の濃度を新たな目標値Ｃｓとして設定する。

【００２５】ステップＳ４６では、検出濃度Ｃｍが目標
濃度Ｃｔより大きいか否かを判断する。検出濃度Ｃｍが
目標濃度Ｃｔより大きい場合にはステップＳ４７に移行
する。この場合には濃度が濃すぎるので、ステップＳ４
７で目標値Ｃｓと検出濃度Ｃｍの差分に応じてポンプＰ
１をオンさせ、希釈液を供給する。また、検出濃度Ｃｍ
が目標濃度Ｃｔより小さい場合にはステップＳ４８に移
行する。この場合には濃度が薄すぎるので、ステップＳ
４８で目標濃度Ｃｓと検出濃度Ｃｍとの差分に応じてポ
ンプＰ２をオンさせ、薬液を供給する。またこれらの処
理が終了するとステップＳ４９に移行する。ステップＳ
４９では基板終了指令がなされたか否かを判断する。基
板終了指令がなされるまでステップＳ４２からステップ
Ｓ４９の動作を繰り返す。基板終了指令がなされるとメ
インルーチンに戻る。

【００２６】ステップＳ１３の搬出処理では、図６のス
テップＳ５１で、バルブＶ１を閉じてバルブＶ２を開
く、ステップＳ５２では循環ポンプＰ３をオンする。ス
テップＳ５３では、時間Ｔ４の経過を待つ。この時間Ｔ
４は、基板処理槽３から薬液が僅かに残った状態で排出
されるまでに充分な時間である。ステップＳ５４では、
循環ポンプＰ３をオフする。この結果、僅かに残留した
薬液が自然落下により排出される。ステップＳ５５で
は、バルブＶ１，Ｖ２を共に閉じる。

【００２７】ここでは、最初の調合時には、検出誤差範
囲の下限の濃度を狙って調合を行い、調合中又は基板処
理中においては、検出濃度と目標濃度との半量分の濃度
に目標値を設定した薬液または希釈液を補給している。
このため、最初から目標濃度になるように薬液を調合す
る場合に比べて濃度センサーが検出誤差範囲を有してい
ても、濃度が濃くなったり薄くなったりせず目標濃度に
迅速に収束する。〔他の実施例〕（ａ）目標値を検出濃度と目標濃度との半量に設定す
るのは一例であり、目標濃度と検出濃度との間の値であ
ればどのような濃度に目標値を設定しても良い。（ｂ）調合処理時には目標濃度の検出誤差範囲の下限
を狙って調合を行うだけにして、濃度測定やそれに伴う
制御を省いてもよい。この場合には、図４のステップＳ
２６以下の処理を省略してメインルーチンに戻れば良
い。これにより、調合処理が短時間で終了する。（ｃ）基板処理時において、常に目標値を検出濃度と
目標濃度との半量に設定するのではなく、検出濃度が目
標濃度の検出誤差範囲から外れている場合には、検出誤
差範囲の境界濃度（例えばＣｔ±α）を新たな目標値に
設定し、検出濃度が検出誤差範囲内に入っている場合に
のみ半量制御を行うようにしても良い。（ｄ）調合処理時において、基板処理槽に供給する薬
液の濃度を意図的に薄くまたは濃くすることで、希釈液
供給または薬液供給を省くことができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明に係る低濃度調整装置では、濃度
調整を直接目標濃度に対して行うのではなく、目標濃度
と検出濃度との間の目標値に対してなされるので、濃度
検出手段が所定の検出誤差範囲で濃度を検出しても、濃
度が濃くなったり薄くなったりせず迅速に目標濃度に収
束する。

【００２９】なお、検出濃度と目標濃度との半分の濃度
を目標値に設定する場合には、より効率良く目標濃度に
収束できる。また、濃度調整手段が薬液供給手段と動作
手段とを有する場合には、検出濃度が薄いときに目標値
に対して迅速に濃度が制御され、目標濃度に対しての収
束がより迅速になる。

【００３０】また、濃度調整手段が希釈液供給手段と動
作手段とを有する場合には、検出濃度が濃いときに目標
値に対して迅速に濃度が制御され、目標濃度に対しての
収束がより迅速になる。また、循環手段をさらに備え、
濃度検出手段は循環している薬液の濃度を検出する場合
には、薬液が常に循環しているので、薬液濃度をより精
度良く検出できる。

【００３１】さらに、動作手段が、貯溜槽内で新たな薬
液を調合するとき、目標濃度の検出誤差範囲の下限の濃
度になるように薬液供給手段及び希釈液供給手段を動作
させる場合には、薄めに濃度を設定した状態で濃度調整
を行うので、濃度が濃くなることがなくなり、迅速に所
望の目標濃度に収束する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を採用した基板処理装置のブ
ロック構成図。

【図２】その制御系のブロック構成図。

【図３】制御部の制御動作を示すフローチャート。

【図４】その調合処理の制御フローチャート。

【図５】その基板処理のフローチャート。

【図６】その排出処理の制御フローチャート。

【図７】調合時の濃度の変化を示す模式図。

【符号の説明】

１希釈液貯溜槽２薬液貯溜槽３基板処理槽４希釈液供給配管５薬液供給配管６循環配管８濃度センサーＰ１，Ｐ２定量ポンプＰ３循環ポンプＷ基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】薬液が低濃度の目標濃度になるように調整
する低濃度調整装置であって、前記薬液を貯溜するための貯溜槽と、前記目標濃度に対して、前記貯溜槽に貯溜された前記薬
液の濃度を所定の検出誤差範囲で断続的に検出する濃度
検出手段と、前記濃度検出手段が前記目標濃度と異なる濃度を検出し
たとき、前記目標濃度と前記検出濃度との間の濃度を新
たな目標値に設定する目標値設定手段と、前記貯溜槽内の薬液の濃度が前記目標値設定手段で設定
された目標値となるように前記薬液を濃度調整する濃度
調整手段と、を備えた低濃度調整装置。
【請求項２】前記目標値設定手段は、前記検出濃度と前
記目標濃度との間の半分の濃度を前記目標値に設定す
る、請求項１に記載の低濃度調整装置。
【請求項３】前記濃度調整手段は、前記目標濃度より濃
い濃度の薬液を前記貯溜槽に供給する薬液供給手段と、
前記検出濃度が前記目標濃度より薄いとき、前記目標値
設定手段で設定された前記目標値に応じて前記薬液供給
手段を動作させる動作手段とを有する、請求項１又は２
に記載の低濃度調整装置。
【請求項４】前記濃度調整手段は、前記薬液を希釈する
ための希釈液を前記貯溜槽に供給する希釈液供給手段
と、前記検出濃度が前記目標濃度より濃いとき、前記目
標値設定手段で設定された前記目標値に応じて前記希釈
液供給手段を動作させる動作手段とを有する、請求項１
から３のいずれかに記載の低濃度調整装置。
【請求項５】前記貯留槽から薬液を排出して前記貯留槽
に戻す循環手段をさらに備え、前記濃度検出手段は循環
している薬液の濃度を検出する、請求項１から４のいず
れかに記載の低濃度調整装置。
【請求項６】前記動作手段は、前記貯溜槽内で新たに薬
液を調合するとき、前記目標濃度に対する検出誤差範囲
の下限の濃度となるように前記薬液供給手段及び前記希
釈液供給手段を動作させる、請求項１から５のいずれか
に記載の低濃度調整装置。