JPH10223595A - 基板処理装置 - Google Patents

基板処理装置

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JPH10223595A
JPH10223595A JP2038397A JP2038397A JPH10223595A JP H10223595 A JPH10223595 A JP H10223595A JP 2038397 A JP2038397 A JP 2038397A JP 2038397 A JP2038397 A JP 2038397A JP H10223595 A JPH10223595 A JP H10223595A
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JP
Japan
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liquid
flow rate
processing
processing tank
substrate
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JP2038397A
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Inventor
Nobutoshi Ogami
信敏 大神
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Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価,省スペース,そして調合比率の変更を
容易に行うことができる基板処理装置を提供すること。 【解決手段】 各液体の液体供給管には、開閉バルブV
1,V2,V3がそれぞれ設けられており、この開閉バ
ルブV1,V2,V3を開閉動作させることによって各
液体を処理槽PBに供給したり、供給を停止したりす
る。そしてさらに、各液体の液体供給管には、流量計F
S1,FS2,FS3がそれぞれ設けられている。そし
て、CPU11には、流量計FS1,FS2,FS3及
び開閉バルブV1,V2,V3が接続されている。そし
て、CPU11は、開閉バルブV1,V2,V3を開く
と、時間のカウントを開始する。そして流量計FS1,
FS2,FS3の出力を監視しつつ、バルブ毎の所定時
間が経過するとそれに対応する開閉バルブを閉じる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体ウエハや
液晶パネル等の薄板状基板(以下、「基板」という)に
対して複数の液体が調合された処理液を用いて洗浄やエ
ッチング等の処理を施す基板処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、基板の製造工場においては純水の
みならず、アンモニア水(NH4OH),硫酸(H2SO
4),過酸化水素水(H22),フッ酸(HF)等の種
々の液体が使用されている。そして、これらの液体は、
工場に設置された集中配管によりそれぞれの液体供給源
から複数の装置に供給されている。
【0003】そして、これらの液体を使用して洗浄やエ
ッチング等を行う基板処理装置においては、処理目的や
プロセス条件に応じて複数の液体の調合を行うことが必
要である。しかし、フッ酸等の薬液は人体に対して極め
て危険な液体であるため、自動的に複数の液体の調合を
行うことが要求されている。
【0004】このような要求に応えるために、従来にお
いては、図6に示すような装置が利用されている。図6
は、従来の技術における処理槽PBへの液体の供給形態
を示す図であるが、ここに使用されている液体は一例と
して過酸化水素水とアンモニア水と純水を挙げている。
【0005】図6に示すように、各液体は処理槽PBに
供給される前に、秤量槽B1,B2,B3に溜められ
る。この秤量槽B1,B2,B3は、処理槽PBに供給
される各液体を秤量するために設けられている。
【0006】各液体は、工場の集中配管によって各液体
供給源から当該基板処理装置に供給される。そして、当
該基板処理装置に導かれた各液体は、バルブV11,V
21,V31を介して各液体専用の秤量槽B1,B2,
B3にそれぞれ供給される。秤量槽B1,B2,B3に
それぞれの液体を供給する際には、バルブV11,V2
1,V31をそれぞれ開けることにより供給が開始され
る。また、秤量槽B1,B2,B3にはそれぞれレベル
センサLV1,LV2,LV3が設けられている。各レ
ベルセンサLV1,LV2,LV3は秤量槽内に配され
た配管と配管の途中に設けられた圧力センサPS1,P
S2,PS3を有する。そして、該配管には不活性ガス
である窒素(N2)が秤量槽に向かって通されている。
そして、圧力センサPS1,PS2,PS3にかかる圧
力を検出することにより、供給された各液体の液面レベ
ルを検出している。液面を検出するために圧力センサP
S1,PS2,PS3を使用している理由は、薬液が腐
食性を有する場合があり、センサを薬液に接触させて液
面を検出することが困難だからである。また、秤量槽B
1,B2,B3の側部にはオーバーフロー配管OFC
1,OFC2,OFC3が設けられており、さらにオー
バーフロー配管OFC1,OFC2,OFC3にはバル
ブV13,V23,V33が設けられている。
【0007】このような秤量槽B1,B2,B3で所定
量の液体を秤量するには以下のようにする。
【0008】例として、秤量槽B1について説明する
が、動作は他の秤量槽B2,B3も同様である。
【0009】まず、バルブV12、オーバーフロー配管
OFC1のバルブV13を閉じてバルブV11を開く。
こうすることで、秤量槽B1に過酸化水素水が供給され
る。一方、レベルセンサLV1の配管にN2を供給し、
圧力センサPS1からの信号によって過酸化水素水の液
面の検出を開始する。そして、レベルセンサLV1が過
酸化水素水の液面がオーバーフロー配管OFC1よりも
高い位置に来たことを検出するとバルブV11を閉じて
過酸化水素水の供給を停止する。
【0010】その後、オーバーフロー配管OFC1のバ
ルブV13を開くとオーバーフロー配管OFC1よりも
上の位置にある過酸化水素水が排出されて液面がオーバ
ーフロー配管OFC1の位置に来て、所定量の過酸化水
素水が秤量できる。
【0011】他の秤量槽B2,B3においても同様の動
作で所定量の液体を秤量する。
【0012】なお、このようにオーバーフロー配管OF
C1,OFC2,OFC3を設けている理由は、圧力セ
ンサPS1,PS2,PS3は、ヒステリシスが大きく
精密な秤量を行うことが困難であるからである。なお、
精密な秤量を行う必要がない場合には、このようなオー
バーフロー処理は不要である。
【0013】そして、各液体がそれぞれの秤量槽B1,
B2,B3において秤量された後、バルブV12,V2
2,V32が開かれて、処理槽PBに供給される。そし
て、処理槽PBにおいて過酸化水素水とアンモニア水と
純水とが混合されて基板処理に適した処理液が生成され
る。各液体が処理槽PBに供給される際には、外槽部に
供給され、そして循環系によって循環される。循環系に
は、フィルタFが設けられており、処理液の清澄化が行
われる。そして、循環を行うためにポンプPが設けられ
ている。また、その他に図示しない処理液の温度調整の
ためのヒータ等の温調器も設けられる。そして、処理槽
PBにおいて処理液が十分に攪拌され、所定の温度にな
った後に、基板が処理槽PB内の処理液に浸漬されて洗
浄やエッチング等の処理が行われる。
【0014】次に、図7は、従来の基板処理装置200
の全体を示す斜視図である。この基板処理装置200
は、実際に基板の処理を行う基板処理部201と大型ト
ランス等の電源部品や制御基板等が内蔵された制御部2
02とから構成されている。また、制御部202には、
マンマシンインタフェースとなるモニターやキーボード
等が設けられている。
【0015】基板処理部201において処理対象である
基板は、ローダ部Lから搬入されて処理部WPを順次に
搬送されて所定の処理が行われていく。そして、全ての
処理が終了した基板は、アンローダ部ULから搬出され
る。なお、処理部WPにはX軸方向に沿って複数の処理
槽PBが設けられている。
【0016】図7において、処理部WPのY−Z平面に
よる断面図を図8に示す。図8に示すように、この基板
処理装置の処理部WPには、基板を順次に搬送する搬送
ロボットTRが設けられている。そして、搬送ロボット
TRが処理槽PBに基板を浸漬させたり、取り出したり
する。また、図8に示すように各液体の秤量槽Bは、搬
送ロボットTRが基板を搬送する動作の障害にならない
位置に設けられている。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の装
置に使用されている秤量槽は、フッ素樹脂や石英等の材
料で形成されているため、非常に高価なものとなってい
る。また、それぞれの秤量槽にバルブ,圧力センサ,オ
ーバーフロー構造,これらを制御するための制御系等の
高価な部品やユニットが必要である。従って、装置全体
が非常に高価なものとなり、コストダウンの要請に応え
られない。
【0018】また、最近の基板の製造に必要なクリーン
ルームのクリーン度の向上に伴ってスペースコスト(単
位面積当たりのコスト)が高くなっているにもかかわら
ず、秤量槽を設けたり、配管を多くすることは大きな設
置スペースを必要とし、装置を小型化してコストを下げ
るという要請に応えられない。
【0019】さらに、圧力センサにおいて検出すること
ができる上限値の変更や、オーバーフローさせる高さ位
置を変更することは非常に困難であり、各液体の調合比
率を変更することが困難である。
【0020】この発明は、上記課題に鑑みてなされたも
のであって、安価,省スペース,そして調合比率の変更
を容易に行う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。
【0021】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に記載の発明は、処理槽において基板に対
して所定の処理を行う装置であって、基板を処理するた
めに必要な液体を処理槽に導く液体供給管と、処理槽へ
の液体の供給を開始または停止させる開閉弁と、処理槽
に供給すべき液体の目標液量と開閉弁が開かれていると
きに液体供給管を流れる液体の流量とに応じて定められ
る所定時間をカウントする時間計測手段とを備え、開閉
弁を開いて処理槽に液体の供給を開始することに同期し
て時間計測手段のカウント動作を開始させ、時間計測手
段が所定時間をカウントし終えることに同期して開閉弁
を閉じて処理槽への液体の供給を停止させることによ
り、処理槽に供給される液体の液量を調整するものであ
る。
【0022】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の装置において、液体供給管を流れる液体の流量を計測
する流量計測手段と、液体供給管の途中に設けられた流
量調整手段とをさらに備え、流量計測手段によって得ら
れる流量が所定の流量となるように流量調整手段を調整
するものである。
【0023】請求項3に記載の発明は、請求項1又は2
に記載の装置において、目標液量に関するデータを記憶
しておく記憶手段と、記憶手段に記憶されている目標液
量に関するデータと流量計測手段によって得られる流量
とから前記所定時間を導く演算手段とをさらに備えるも
のである。
【0024】
【発明の実施の形態】この発明においては、基板の処理
に必要な処理液を生成させるために、それぞれの液体を
処理槽に導く液体供給管を流れる各液体の流量と処理槽
への供給時間との積が処理液の調合のために必要な液量
になるように制御することにより、各液体について必要
な液量が処理槽に供給される。
【0025】以下、この発明の実施の形態について図面
を参照しつつ説明を行う。
【0026】図1は、この発明の実施の形態を示す基板
処理装置の概念図である。図1に示すように、この実施
の形態では一例として処理槽PBには過酸化水素水とア
ンモニア水と純水とが供給されるように構成されてい
る。また、過酸化水素水とアンモニア水と純水の各液体
は、工場の集中配管により所定の液体供給源から当該基
板処理装置に供給されているものとする。
【0027】過酸化水素水,アンモニア水,純水の各液
体は、それぞれの液体供給管によって処理槽PBに供給
される。そして、各液体の液体供給管には、開閉バルブ
V1,V2,V3がそれぞれ設けられており、この開閉
バルブV1,V2,V3を開閉動作させることによって
各液体を処理槽PBに供給したり、供給を停止したりす
る。そしてさらに、各液体の液体供給管には、流量計F
S1,FS2,FS3がそれぞれ設けられている。
【0028】そして、開閉バルブV1,V2,V3が開
いた状態の場合には、各液体は処理槽PBの外槽部に供
給される。そして、この処理槽PBにおいて各液体が混
合されて基板の処理に適した処理液が生成される。処理
槽PBの外槽部に供給された液体は、ポンプPの作動に
よって循環系に導かれる。この循環系には処理液を清澄
化するフィルタFや図示しない温度調整のためのヒータ
等の温調器等が設けられる。そして、処理液はポンプP
によって処理槽PBの底付近で処理槽PB内部に供給さ
れる。また、処理槽PB内部からオーバーフローする処
理液は外槽部に流出し、再びポンプPによる循環が行わ
れて、清澄化や温度調整等が行われる。そしてその後、
処理対象の基板が処理槽PB内部の処理液に浸漬されて
処理が行われる。
【0029】また、この実施の形態では、CPU11,
メモリ12,モニター13,キーボード14が設けられ
ている。そして、メモリ12,モニター13,キーボー
ド14は、それぞれCPU11とデータの受渡が可能な
ように接続されている。さらに、CPU11には流量計
FS1,FS2,FS3及び開閉バルブV1,V2,V
3が接続されている。
【0030】流量計FS1,FS2,FS3の出力であ
る流量信号は、それぞれCPU11に送られる。これに
よりCPU11は、各液体供給管を流れる過酸化水素水
やアンモニア水や純水の単位時間当たりの流量をそれぞ
れに検知することができる。
【0031】ここで利用される流量計は、耐腐食性の観
点から液体に対して非接触で流量を計測することが可能
な流量計である。図2は、この実施の形態で使用される
流量計の一例を示す図である。図2に示すように液体供
給管の外側に超音波を送波したり、又は受波することが
可能な送受波器S1,S2を取り付ける。そして送受波
器S1,S2間に超音波の連続波を管内に通すことによ
りと管内を流れる液体の流速vを検出することができ
る。従って、流速vより単位時間当たりの流量を導くこ
とができる。なお、この実施の形態における流量計は、
図2に示した方法以外の流量計であっても良い。
【0032】一方、予めオペレータがキーボード14か
ら入力してメモリ12に記憶保持されている調合比率か
らCPU11は、過酸化水素水とアンモニア水と純水の
それぞれについて処理槽PBに供給すべき液量を求め
る。そして、各液の処理槽PBに供給すべき液量とそれ
ぞれの流量計FS1,FS2,FS3から得られる各液
についての単位時間当たりの流量とからCPU11は、
各開閉バルブV1,V2,V3を開けておく時間、すな
わち処理槽PBへの各液体の供給時間を決定することが
できる。
【0033】従って、CPU11は、次のような制御を
行うことにより、処理槽PBに供給される各液体の液量
を調整することが可能となる。すなわち、CPU11
は、処理槽PBに各液体を供給する際に、各液体の供給
すべき液量を求め、開閉バルブV1,V2,V3に対し
てバルブを開くための制御信号を送信する。そして、C
PU11は、クロックのカウント(時間計測)を開始す
るとともに、流量計FS1,FS2,FS3から得られ
る各液の流量を検出する。そして、得られる流量と供給
すべき液量とから各液体の各液体の供給時間を決定す
る。そして、CPU11は、先程より開始しているクロ
ックのカウント値が各液体それぞれの供給時間に達した
ときにその液体に対応する開閉バルブにバルブを閉じる
ための制御信号を送信する。なお、開閉バルブV1,V
2,V3は、CPU11の制御信号に基づいてバルブの
開閉動作を行うものである。また、予め各液体供給管を
流れる液体の流量がある程度判っている場合には、CP
U11は各液体の供給時間を予め算出しておくこともで
きる。
【0034】例えば、「純水:アンモニア水:過酸化水
素水」の調合比率を「5:1:1」の容量比で35リッ
トルの容量を有する処理槽PBに供給して処理液を調合
する際について説明する。各開閉バルブV1,V2,V
3を開いた後、純水用の流量計FS3によって検出され
た流量が毎分10リットルであり、アンモニア水用と過
酸化水素水用の流量計FS2,FS1に検出された流量
が毎分5リットルであった場合、純水用の開閉バルブV
3は2.5分、アンモニア水用と過酸化水素水用の開閉
バルブV2,V1は1分が経過したときにそれぞれの開
閉バルブV1,V2,V3を閉じる。これにより、処理
槽PBには純水が25リットル,アンモニア水と過酸化
水素水がそれぞれ5リットル供給されるため、上記のよ
うな「5:1:1」の調合比で調合される。
【0035】次に、処理槽PBへの各液体の供給中にお
いて、各液体供給管を流れる液体の流量変動を抑制する
機構について説明する。図3は、この発明の実施の形態
である流量調整機構を備えた装置を示す概念図である。
この装置が、図1に示した装置と異なる点は、各液体供
給管を流れる液体の流量を調整するために、圧力調整バ
ルブPV1,PV2,PV3と可変流量バルブFV1,
FV2,FV3とが設けられている点である。圧力調整
バルブPV1,PV2,PV3は、下流側(2次側)に
常に一定の圧力をかけることができるバルブである。ま
た、可変流量バルブFV1,FV2,FV3は、下流側
に流れる液体の流量をCPU11からの制御信号によっ
て可変することができるバルブである。そして、可変流
量バルブFV1,FV2,FV3の上流側に設けられて
いる圧力調整バルブPV1,PV2,PV3によって可
変流量バルブFV1,FV2,FV3に流れ込む各液体
の圧力は常に一定であるため、可変流量バルブFV1,
FV2,FV3を調整することによって各液体の流量を
調整することが可能となる。従って、処理槽PBへの各
液体の供給中において、各液体供給管を流れる液体の流
量が変動しないように制御することが可能となる。ま
た、この機構を設けることによって、CPU11は各開
閉バルブV1,V2,V3を開いておく各液体の供給時
間を予め算出しておくことができる。
【0036】また、図1及び図3に示した装置におい
て、処理槽PBに供給される各液体の液量の精度を向上
するために、CPU11において各流量計FS1,FS
2,FS3から入力する流量信号のサンプリング周期を
短くし、流量変動が生じたときには、その変動量に応じ
て供給時間を補正することが好ましい。
【0037】また、この実施の形態で示した装置におい
て、処理液を生成させるための各液体の調合比率を変更
する場合も、オペレータがモニター13を見ながらキー
ボード14から所望の調合比率を入力するだけで良い。
すなわち、キーボード14より入力された調合比率はC
PU11を介してメモり12に記憶保持される。そし
て、CPU11は、次に処理槽PBに対して各液体を供
給する際に、先にキーボード14より入力されてメモリ
12に記憶保持している調合比率に基づいて各液体の供
給時間を決定する。そして、得られた各液体の供給時間
に応じて、CPU11は各開閉バルブV1,V2,V3
の開閉制御を行う。従って、この実施の形態で示した装
置は、容易に調合比率の変更を行うことが可能となる。
【0038】そして、この実施の形態で説明したような
装置の構成とすると、従来のように秤量槽を設ける必要
がないため、大型トランス等の電源部品や制御基板等が
内蔵された制御部を、従来の装置において秤量槽が設置
されていた位置に設けることが可能となる。図4は、こ
の発明の実施の形態である基板処理装置の処理部を示す
平面図である。図4に示すように、従来では処理部に納
めることができなかった制御部を、従来では秤量槽が設
置されていた位置に設けている。
【0039】また、図5はこの発明の実施の形態である
基板処理装置の全体を示す斜視図である。この基板処理
装置100は、実際に基板の処理を行う基板処理部10
1とマンマシンインタフェース部102とから構成され
ている。そして、マンマシンインタフェース部102に
は、処理状況を確認するためのモニターやコマンドを入
力するためのキーボード等が設けられている。また、基
板処理部101において処理対象である基板は、ローダ
部Lから搬入されて処理部WPを順次に搬送されて所定
の処理が行われていく。そして、全ての処理が終了した
基板は、アンローダ部ULから搬出されるように構成さ
れている。
【0040】そして、図5に示すように、この実施の形
態の基板処理装置では、大型トランス等の電源部品や制
御基板等が内蔵された制御部を基板処理部101の処理
部WPに収容することができるため、従来に比べて装置
の設置スペースを小さくすることができる。
【0041】なお、これまでの説明においては処理槽P
Bに供給される液体として過酸化水素水,アンモニア
水,純水を例に掲げたが、その他の液体であっても何ら
問題はない。
【0042】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1に記載の
発明によれば、開閉弁を開いて処理槽に液体の供給を開
始することに同期して時間計測手段のカウント動作を開
始させ、時間計測手段が所定時間をカウントし終えるこ
とに同期して開閉弁を閉じて処理槽への液体の供給を停
止させることにより、処理槽に供給される液体の液量を
調整するため、高価な秤量槽等を必要とせず、装置を小
型化することができるとともに、非常に効果的なコスト
ダウンを図ることができる。
【0043】請求項2に記載の発明によれば、流量計測
手段によって得られる流量が所定の流量となるように流
量調整手段を調整するため、処理槽に供給される液体の
液量を高精度に調整することができる。
【0044】請求項3に記載の発明によれば、目標液量
に関するデータを記憶しておく記憶手段と、記憶手段に
記憶されている目標液量に関するデータと流量計測手段
によって得られる流量とから所定時間を導く演算手段を
備えるため、処理槽に供給される液体の液量を変更する
ことが可能となる。そしてこれにより、処理槽に複数の
液体が供給される場合に各液体の調合比率を容易に変更
することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態を示す基板処理装置の概
念図である。
【図2】この発明の実施の形態で使用される流量計の一
例を示す図である。
【図3】この発明の実施の形態である流量調整機構を備
えた装置を示す概念図である。
【図4】この発明の実施の形態である基板処理装置の処
理部を示す平面図である。
【図5】この発明の実施の形態である基板処理装置の全
体を示す斜視図である。
【図6】従来の技術における処理槽への液体の供給形態
を示す図である。
【図7】従来の基板処理装置の全体を示す斜視図であ
る。
【図8】従来の基板処理装置の処理部の断面を示す平面
図である。
【符号の説明】
11 CPU 12 メモリ 13 モニター 14 キーボード PB 処理槽 FS1,FS2,FS3 流量計 V1,V2,V3 開閉バルブ FV1,FV2,FV3 流量調整バルブ PV1,PV2,PV3 圧力調整バルブ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 処理槽において基板に対して所定の処理
    を行う装置であって、 基板を処理するために必要な液体を前記処理槽に導く液
    体供給管と、 前記処理槽への前記液体の供給を開始または停止させる
    開閉弁と、 前記処理槽に供給すべき前記液体の目標液量と、前記開
    閉弁が開かれているときに前記液体供給管を流れる前記
    液体の流量とに応じて定められる所定時間をカウントす
    る時間計測手段と、を備え、 前記開閉弁を開いて前記処理槽に前記液体の供給を開始
    することに同期して前記時間計測手段のカウント動作を
    開始させ、前記時間計測手段が前記所定時間をカウント
    し終えることに同期して前記開閉弁を閉じて前記処理槽
    への前記液体の供給を停止させることにより、前記処理
    槽に供給される前記液体の液量を調整することを特徴と
    する基板処理装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の装置において、 前記液体供給管を流れる前記液体の流量を計測する流量
    計測手段と、 前記液体供給管の途中に設けられた流量調整手段と、を
    さらに備え、 前記流量計測手段によって得られる流量が所定の流量と
    なるように前記流量調整手段を調整することを特徴とす
    る基板処理装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の装置において、 前記目標液量に関するデータを記憶しておく記憶手段
    と、 前記記憶手段に記憶されている前記目標液量に関するデ
    ータと前記流量計測手段によって得られる流量とから前
    記所定時間を導く演算手段と、をさらに備えることを特
    徴とする基板処理装置。
JP2038397A 1997-02-03 1997-02-03 基板処理装置 Pending JPH10223595A (ja)

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JP (1) JPH10223595A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2016042667A1 (ja) * 2014-09-19 2017-06-01 三菱電機株式会社 半導体装置の製造方法

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