JPH11173983A - 濃度測定装置およびこれを用いた基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外乱の影響を最小限に抑えて、試料流体の濃
度を精度よく測定する。 【解決手段】 試料流体を収容する試料セル１１と、参
照媒体を収容する参照セル１２と、各セル１１、１２に
光を照射する光源１３と、各セル１１、１２を透過した
光を検出する光検出器２４と、光源１３から照射された
光を連続パルス光にするチョッパ機構２５を備える。信
号抽出部３０は、光検出器２４の検出信号の中から、連
続パルス光とほぼ同じ周波数をもった信号成分を抽出す
る。濃度測定部４０は、試料セル１１の透過光強度から
得られた信号成分と、参照セル１２の透過光強度から得
られた信号成分とから、試料流体の透過率を算出する。
信号抽出部３０の信号成分の抽出過程で、室内の照明光
や輻射赤外線などの外乱が取り除かれるので、試料流体
の濃度を精度よく測定することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、試料流体を収容し
た試料セルに光を照射し、その試料セルを透過した光の
強度を検出することに基づいて試料流体の濃度を測定す
る濃度測定装置およびこれを用いた基板処理装置に係
り、特に、試料セルを透過した光の強度を検出する過程
で外乱の影響を受けないようにするための技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の濃度測定装置を図６を参
照して説明する。この濃度測定装置は、試料流体を収容
する試料セル１と、参照媒体を収容する参照セル２とを
備えている。この試料セル１は、例えば、薬液と溶媒と
を混合して生成された処理液に半導体ウエハなどの基板
を浸漬して処理する基板処理装置にあっては、処理槽へ
処理液を供給するための配管７の途中に設けられて、試
料流体である処理液を流通させる（例えば、特開平８−
７８３８０号参照）。参照セル２には、例えば純水など
の溶媒が充填、あるいは流通される。

【０００３】光源３から出射された光は、光分岐部４で
２方向に分岐され、一方が試料セル１に、他方が参照セ
ル２に、それぞれ照射される。試料セル１を透過した
光、および参照セル２を透過した光は、光路切換部５を
介して選択的に光検出器６に入射する。光検出器６は試
料セル１を透過した光の強度（試料透過光強度）と、参
照セル２を透過した光の強度（参照透過光強度）とを、
それぞれ測定し、これらを後段の濃度測定部８に与え
る。

【０００４】濃度測定部８は、試料透過光強度と参照透
過光強度との比（試料透過率）を算出する。処理液中の
薬液の割合に応じて処理液の吸光量が変わるので、試料
透過率を求めることにより、処理液の濃度を知ることが
できる。上記の基板処理装置では、所定濃度に生成され
た基準処理液の透過率（基準透過率）を予め求めてお
き、試料透過率が基準透過率に一致するように、薬液流
量または純水流量を調節して、所定濃度の処理液を処理
槽に供給するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の濃度測定装置は、次のような問題がある。すな
わち、図６に示した光検出器６には、試料セル１や参照
セル２からの透過光だけでなく、室内の照明光や、外部
雰囲気からの輻射赤外線などの外乱Ｎが入射する。室内
の照明光は変動しやすく、また、外部雰囲気の温度変化
により、輻射赤外線の強度も変動するので、これらの外
乱Ｎの影響を受けて光検出器６の検出信号のレベルが変
動する。その結果、試料セル１や参照セル２の透過光強
度の測定結果に誤差を含み、試料流体の濃度測定の精度
が悪くなるという不都合が生じる。

【０００６】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、試料流体の透過光強度を測定するにあ
たり、外乱の影響を最小限に抑えて、試料流体の濃度を
精度よく測定することができる濃度測定装置およびこれ
を用いた基板処理装置を提供することを目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】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、試料流体を収容する試料
セルと、前記試料セルに光を照射する光源と、前記試料
セルを透過した光を検出する光検出器と、前記光検出器
の検出信号に基づき、試料流体の濃度を測定する濃度測
定手段とを備えた濃度測定装置において、前記試料セル
に入射する光を連続パルス光にする光断続手段と、前記
光検出器の検出信号の中から、前記連続パルス光とほぼ
同じ周波数の信号成分を抽出する信号抽出手段とを備
え、前記濃度測定手段は、前記信号抽出手段によって抽
出された信号成分に基づいて試料流体の濃度を測定する
ことを特徴とする。

【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の濃度測定装置において、前記光断続手段が、前記光源
から前記試料セルに至る光路上に配設され、光透過部と
遮光部とが形成された板部材と、前記試料セルに入射す
る光を連続パルス光にするために前記板部材を回転させ
る回転駆動機構とを備えている。

【０００９】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の濃度測定装置において、前記光断続手段が、前記光源
をパルス点灯させることにより、前記試料セルに入射す
る光を連続パルス光にする電気制御回路で構成されてい
る。

【００１０】請求項４に記載の発明は、薬液と溶媒とを
混合して生成され、かつ所定濃度に調整された処理液に
よって基板の処理を行う基板処理系統を備えた基板処理
装置であって、前記基板処理系統は、基板に処理液を作
用させて基板の処理を行う基板処理部と、薬液供給源か
ら供給された薬液と溶媒供給源から供給された溶媒とを
混合して生成された処理液を流通させて、前記基板処理
部へ導く配管と、前記配管の途中に配備され、処理液が
流通する試料セルと、前記試料セルに光を照射する光源
と、前記試料セルに入射する光を連続パルス光にする光
断続手段と、前記試料セルを透過した光を検出する光検
出器と、前記光検出器の検出信号の中から、前記連続パ
ルス光とほぼ同じ周波数の信号成分を抽出する信号抽出
手段と、前記信号抽出手段によって抽出された信号成分
に基づいて処理液の濃度を測定する濃度測定手段と、前
記濃度測定手段で得られた処理液の濃度が所定濃度にな
るように、前記薬液供給源からの薬液流量および前記溶
媒供給源からの溶媒流量の少なくとも一方を調節する濃
度制御手段とを備えていることを特徴とする。

【００１１】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の基板処理装置において、前記装置は、複数個の前記基
板処理系統を備えており、かつ、各基板処理系統に備え
られた前記光断続手段は、各々の試料セルに入射する光
を、それぞれ異なる周波数の連続パルス光にするもので
ある。

【００１２】

【作用】請求項１に記載の発明の作用は次のとおりであ
る。試料セルに連続パルス光が入射すると、試料流体の
濃度に応じた吸光特性によより、試料セルを透過した連
続パルス光のレベルが変化する。光検出器は、試料セル
を透過した連続パルス光を検出する。信号抽出手段は、
光検出器の検出信号の中から、連続パルス光とほぼ同じ
周波数の信号成分を抽出する。光検出器に入射した照明
光や輻射赤外線などの外乱は、この信号成分の抽出過程
で取り除かれる。濃度測定手段は、抽出された信号成分
に基づいて試料流体の濃度を測定する。

【００１３】請求項２に記載の発明によれば、光源から
試料セルに至る光路上に配設された板部材が回転駆動機
構で回転されることにより、光源から照射された光が断
続的に遮断されて連続パルス光になり、この連続パルス
光が試料セルに入射する。

【００１４】請求項３に記載の発明によれば、電気制御
回路が光源をパルス点灯させることにより、光源から連
続パルス光が照射され、この連続パルス光が試料セルに
入射する。

【００１５】請求項４に記載の発明の作用は次のとおり
である。薬液供給源から供給された薬液と溶媒供給源か
ら供給された溶媒とを混合して生成された処理液が配管
を介して基板処理部へ導かれる。処理液は、この配管の
途中に配備された試料セルを流通する。光源から照射さ
れる光は、光断続手段により連続パルス光にされて、試
料セルに入射する。試料セルを透過した連続パルス光は
光検出器によって検出される。信号抽出手段は、光検出
器の検出信号の中から、連続パルス光とほぼ同じ周波数
の信号成分を抽出する。光検出器に入射した照明光や輻
射赤外線などの外乱は、この信号成分の抽出過程で取り
除かれる。濃度測定手段は、抽出された信号成分に基づ
いて試料流体の濃度を測定する。濃度制御手段は、濃度
測定手段で得られた処理液の濃度が所定濃度になるよう
に、薬液供給源からの薬液流量および溶媒供給源からの
溶媒流量の少なくとも一方を調節する。その結果、所定
濃度の処理液が基板処理へ供給される。

【００１６】請求項５に記載の発明によれば、各基板処
理系統に備えられた光断続手段が、各々の試料セルに入
射する光を、それぞれ異なる周波数の連続パルス光にす
るので、仮に、ある基板処理系統の連続パルス光が漏洩
して、異なる基板処理系統の光検出器に外乱として入射
したとしても、その外乱は当該基板処理系統における信
号成分の抽出過程で取り除かれる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例を説明する。まず、図１を参照して本発明に係る濃
度測定装置の一実施例を説明する。この濃度測定装置
は、濃度測定の対象である試料流体を収容する試料セル
１１と、参照媒体を収容する参照セル１２とを備えてい
る。試料セル１１と参照セル１２とは、光源１３からの
光が透過する光路長が同じ長さになるように設定されて
いる。試料セル１１に収容される試料流体は、液体また
は気体のいずれであってもよい。また、試料流体は試料
セル１１に充填されてもよいし、あるいは試料セル１１
を流通させるようにしてもよい。参照セル１２は、後述
する動作説明で明らかになるように、主として、光源１
３の光強度の経時的な変動による影響を回避するために
設けられたものであり、基準となる一定の吸光係数をも
った媒体が収容される。例えば、試料流体が薬液と溶媒
とを混合して生成された処理液である場合、参照セル１
２には溶媒（例えば、純水）が収容される。試料セル１
１と同様に、参照媒体は参照セル１２に充填、あるいは
流通させてもよい。

【００１８】光源１３は、例えばハロゲンランプで構成
されている。光源１３から照射された光は、コリメータ
レンズなどで構成された光分岐部１４で２方向に分岐さ
れ、一方の光は光ファイバ１５を介して試料セル１１
へ、他方の光は光ファイバ１６を介して参照セル１２
へ、それぞれ導かれる。光ファイバ１５から出射した光
はコリメータレンズ１７を介して試料セル１１に入射
し、その透過光はコリメータレンズ１８を介して光ファ
イバ１９の一端に入射する。同様に、光ファイバ１６か
ら出射した光はコリメータレンズ２０を介して参照セル
１２に入射し、その透過光はコリメータレンズ２１を介
して光ファイバ２２の一端に入射する。光ファイバ１
９、２２の各々の他端は、光路切換部２３に接続されて
いる。光路切換部２３は、光ファイバ１９、２２でそれ
ぞれ導かれた光を、後段の光検出器２４に選択的に入射
させる。

【００１９】以上の光学系の構成は、図６に示した従来
装置と基本的に同じである。これらの構成に加えて、本
実施例装置は光源１３から照射された光を連続パルス光
にするためのチョッパ機構２５を備えている。チョッパ
機構２５は、図２に示すように、切り欠きである光透過
部２６ａと、遮光部２６ｂとが等間隔（例えば、４５度
の間隔）に形成された板部材２６を備え、この板部材２
６の回転中心にモータ２７の出力軸が連結されて構成さ
れている。チョッパ機構２５は、光源１３と光分岐部１
４との間で、板部材２６が光路Ｌを横切るように配設さ
れている。また、板部材２６の回転数を検出するため
に、図示しない投光器と受光器とを対向配置して構成さ
れたフォトインターラプタ２８が、板部材２６の周縁を
挟むように配備されている。フォトインターラプタ２８
の回転検出信号は、後述する信号抽出部３０と、モータ
制御回路２９に与えられる。モータ制御回路２９は、フ
ォトインターラプタ２８の回転検出信号に基づきモータ
２７を制御して、板部材２６を予め設定された回転数で
回転させる。なお、チョッパ機構２５は、必ずしも光源
１３と光分岐部１４との間に設ける必要はなく、光源１
３から試料セル１１、および参照セル１２にそれぞれ至
る光路上であれば、適宜な箇所に設けることが可能であ
る。

【００２０】次に本実施例装置の信号処理系統の構成を
説明する。上述したように試料セル１１の透過光および
参照セル１２の透過光は光検出器２４で選択的に検出さ
れ、この光検出器２４の検出信号は信号抽出部３０に与
えられる。信号抽出部３０は、光検出器２４の検出信号
の中から、チョッパ機構２５で形成された連続パルス光
とほぼ同じ周波数の信号成分を抽出するためのもので、
前段から順に、増幅回路３１、フィルタ回路３２、同期
検波回路３３、整流回路３４、積分回路３５、増幅回路
３６などで構成されている。信号抽出部３０で抽出され
た信号成分は濃度測定部４０に与えられる。

【００２１】濃度測定部４０は、コンピュータ機器によ
って構成されており、機能的には、透過光強度測定部４
１と透過率算出部４２とに分けられる。透過光強度測定
部４１は、試料セル１１の透過光の検出信号から抽出さ
れた信号成分を試料透過光強度として取り込むとととも
に、参照セル１２の透過光の検出信号から抽出された信
号成分を参照透過光強度として取り込む。透過率算出部
４２は、透過光強度測定部４１から与えられた試料透過
光強度と参照透過光強度との比である透過率を算出す
る。

【００２２】次に上述した実施例装置の動作を説明す
る。まず、参照セル１２に収容された参照媒体の透過光
強度（参照透過光強度）を測定するために、光路切換部
２３が参照セル１２側に選択設定される。また、抽出す
るべき信号成分と外乱との区別を容易にするために、チ
ョッパ機構２５で生成される連続パルス光の周波数が、
電源周波数や外部で発生が予想されるノイズ（外乱）の
周波数、あるいはその倍数の周波数にならないように、
チョッパ機構２５の板部材２６の回転数が適宜に設定さ
れる。

【００２３】チョッパ機構２５で生成された連続パルス
光は、光分岐部１４、光ファイバ１６などを介して参照
セル１２に入射し、その透過光が光ファイバ２２、光路
切換部２３などを介して光検出器２４に入射する。光検
出器２４で検出された検出信号（パルス信号）は、信号
抽出部３０に与えられる。検出信号は初段の増幅回路３
１で増幅された後にフィルタ回路３２に与えられる。こ
のフィルタ回路３２は、連続パルス光とほぼ同じ周波数
成分の信号を通過させるように回路定数が設定されてい
る。このフィルタ回路３２で外乱が大まかに取り除かれ
た検出信号は、次段の同期検波回路３３に与えられる。
この同期検波回路３３は、参照信号としてフォトインタ
ーラプタ２８の回転検出信号を与えられている。したが
って、仮に、チョッパ機構２５の回転数が変動すること
により、連続パルス光の周波数が変動したとしても、こ
れに追随して参照信号の周波数も変化するので、同期検
波回路３３は、検出信号の中から、連続パルス光と常に
同じ周波数の信号成分だけを抽出する。上記のフィルタ
回路３２および同期検波回路３３を検出信号が通過する
過程で、検出信号に含まれていた外乱が取り除かれて、
連続パルス光とほぼ同じ周波数の信号成分だけが抽出さ
れる。抽出された信号成分は、次の整流回路３４で整流
された後に、積分回路３５で積分されることにより直流
に変換される。直流化された信号成分は増幅回路３６で
増幅された後に、濃度測定部４０の透過光強度測定部４
１に、参照透過光強度として取り込まれる。

【００２４】次に光路切換部２３を試料セル１１側に切
り換えて、試料セル１１の透過光強度（試料透過光強
度）を測定する。試料セル１１を透過した連続パルス光
は、上述した参照透過光強度の測定の場合と同様に、信
号抽出部３０で連続パルス光とほぼ同じ周波数の信号成
分だけが抽出された後に直流に変換され、この直流化信
号成分が濃度測定部４０の透過光強度測定部４１に、試
料透過光強度として取り込まれる。

【００２５】以上のようにして参照透過光強度と試料透
過光強度とが測定されると、透過率算出部４２は、試料
透過光強度と参照透過光強度との比である透過率を算出
する。試料流体中の例えば薬液の量（すなわち、試料流
体の濃度）が変動すると、試料流体の吸光量が変動する
ので、上記の透過率は試料流体の濃度と相関関係があ
る。したがって、透過率算出部４２で算出された試料流
体の透過率から、試料流体の濃度を知ることができる。

【００２６】なお、本発明に係る濃度測定装置は上記の
実施例に限らず、次のように変形実施することもでき
る。 （１）上記の実施例のように、試料透過光強度と参照透
過光強度との比（透過率）によって試料濃度を測定する
ようにすれば、仮に、光源１３の光強度が経時的に変動
しても、測定結果である透過率に光源１３の光強度の変
動の影響が現れない。このような意図からすれば、参照
透過光強度は、必ずしも参照セル１２に溶媒などの参照
媒体を充填して測定する必要はなく、参照セル１２を代
えて、試料セル１１の吸光係数に近い値をもつ、一定の
吸光係数を備えた光学フィルタを用いることもできる。
あるいは、光検出器２４の感度が広範囲に一律であれ
ば、参照セル１２や光学フィルタを介在させることな
く、光源１３からの光を直接に検出器して、これを参照
透過光強度としてもよい。さらに、光源１３の光強度が
経時的に一定になるように制御した場合には、参照透過
光強度を測定することなく、試料透過光強度だけによっ
て試料流体の濃度を求めることも可能である。

【００２７】（２）本発明における光断続手段の具体例
として、上記の実施例ではチョッパ機構２５を示した
が、光断続手段はこの例に限らず、例えば図３に示すよ
うに、パルス発生回路４５で発生させた一定周波数のパ
ルス信号によって光源駆動部４６を制御して、光源１３
をパルス点灯させる電気制御回路で構成してもよい。こ
の場合、パルス発生回路４５から出力されたパルス信号
は、同期検波回路３３の参照信号としても利用される。

【００２８】次に、本発明に係る濃度測定装置を用いた
基板処理装置の一実施例を説明する。図４は本発明に係
る基板処理装置の一実施例の概略構成を示したブロック
図である。この基板処理装置は、薬液と純水（溶媒）と
を混合して生成された処理液によって、半導体ウエハな
どの基板の処理を行う複数個の基板処理系統５０Ａ〜５
０Ｃと、各々の基板処理系統５０Ａ〜５０Ｃに対応する
制御系６０Ａ〜６０Ｃとを備えている。各基板処理系統
５０Ａ〜５０Ｃ、および各制御系６０Ａ〜６０Ｃは、そ
れぞれ同じ構成であるので、以下では、基板処理系統５
０Ａと、制御系６０Ａについて説明する。

【００２９】まず、基板処理系統５０Ａについて説明す
る。図４中の符号５１はオーバーフロー式の処理槽であ
る。この処理槽５１は、半導体ウエハを複数枚収納した
図示しないウエハキャリアが浸漬される処理槽本体５１
ａと、その周囲に配設されて処理槽本体５１ａから溢れ
た処理液を滞留させるためのオーバーフロー部５１ｂと
から構成されている。オーバーフロー部５１ｂには、純
水供給配管５２によって純水が供給され、この純水の供
給量が流量調節弁Ｖ１によって調節される。また、オー
バーフロー部５１ｂには、薬液タンク５３から薬液供給
配管５４を介して薬液が供給され、この薬液の供給量が
流量調節弁Ｖ２によって調節される。なお、本実施例に
おける処理槽５１は基板処理部に相当する。

【００３０】オーバーフロー部５１ｂと処理槽本体５１
ａの底部との間には、オーバーフロー部５１ｂに滞留し
ている処理液や純水を循環させるための循環配管５５が
配設されている。この循環配管５５には、オーバーフロ
ー部５１ｂ側から順に、処理液などを循環させるポンプ
５６と、循環している処理液を所定温度に加熱するため
のヒータ５７と、処理液の温度を測定するための温度セ
ンサ５８と、処理液や純水中のパーティクルなどを除去
するためのフィルタ５９と、処理液の透過光強度を測定
するための試料フローセル１１が配備されている。な
お、上記の循環配管５５は本発明に係る基板処理装置に
おける配管に相当する。

【００３１】さらに、本実施例の基板処理装置は、溶媒
である純水の透過光強度を測定するための参照フローセ
ル１２を備えている。なお、本実施例では参照フローセ
ル１２に純水を充填しているが、純水供給配管５２から
分岐させた流路に参照セル１２を配備して、参照セル１
２に純水を流通させてもよい。ハロゲンランプなどの光
源１３から照射された光は光分岐部１４で２方向に分岐
され、一方の光が試料フローセル１１に、他方の光が参
照フローセル１２に、それぞれ照射される。試料フロー
セル１１および参照フローセル１２をそれぞれ透過した
光は、光路切換部２３によって、どちらか一方の光が光
検出器２４に選択的に入射するようになっている。光検
出器２４で検出された信号は制御系６０Ａに与えられ
る。

【００３２】さらに、光源１３と光分岐部１４との間
に、図１で説明したと同様のチョッパ機構２５が配備さ
れている。チョッパ機構２５のフォトインターラプタ２
８の回転検出信号は制御系６０Ａに送られる、この回転
検出信号に基づいて制御系６０Ａがモータ２７の回転数
を制御する。このとき基板処理系統５０Ａ〜５０Ｃの各
制御系６０Ａ〜６０Ｃは、各々のチョッパ機構２５で生
成される連続パルス光の周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３がそれ
ぞれ異なるように、各チョッパ機構２５のモータ２７の
回転数を制御する。本実施例では、例えば基板処理系統
５０Ａの連続パルス光の周波数ｆ１は２７８Ｈｚに、基
板処理系統５０Ｂの連続パルス光の周波数ｆ２は２５６
Ｈｚに、基板処理系統５０Ｃの連続パルス光の周波数ｆ
３は２３８Ｈｚに、それぞれ設定されている。

【００３３】図５を参照して制御系６０Ａの構成を説明
する。制御系６０Ａは、機能的に大別すると、モータ制
御回路２９、温調部６１、信号抽出部３０、透過光強度
測定部４１、透過率算出部４２、フィードバック制御部
６２、および弁操作部６３に分けられる。このうちモー
タ制御回路２９、信号抽出部３０、透過光強度測定部４
１、および透過率算出部４２は、図１に示した濃度測定
装置の構成要素と同じであるので、ここでの説明は省略
する。温調部６１は、温度センサ５８からの検出信号に
基づいて、ヒータ５７を操作することにより、試料フロ
ーセル１２を流通する処理液の温度を制御する。フィー
ドバック制御部６２は、予め記憶している目標濃度の基
準処理液の透過率（基準透過率）と、透過率算出部４２
から与えられた試料透過率との差分を算出し、この差分
を打ち消すように、純水流量または薬液流量を調整する
ための操作量を出力する。弁操作部６３は、フィードバ
ック制御部６２から与えられた操作量に基づいて流量調
整弁Ｖ１またはＶ２を操作する。上記の透過光強度測定
部４１および透過率算出部４２は本発明に係る基板処理
装置における濃度測定手段に、フィードバック制御部６
２は濃度制御手段に、それぞれ相当する。

【００３４】次に、上述した構成を備えた基板処理装置
の動作を説明する。まず、処理液の濃度制御の前段階と
して行われる基準設定処理を説明する。

【００３５】光路切換部２３を参照フローセル１２側に
選択設定するとともに、参照フローセル１２に所定周波
数（ここでは、２７８Ｈｚ）の連続パルス光を入射させ
て、参照セル１２に充填されている純水の透過光強度
（参照透過光強度）を測定する。このとき、信号抽出部
３０は、光検出器２４の検出信号の中から、連続パルス
光とほぼ同じ周波数の信号成分を抽出して直流化する。
透過光強度測定部４１は、この信号成分を参照透過光強
度として取り込んで保持する。

【００３６】参照透過光強度の測定が終わると、光路切
換部２３を試料フローセル１１側に切り換える。続い
て、処理槽５１に基準処理液を供給する。基準処理液
は、図示しない基準処理液調整装置によって、基板処理
の条件に応じた所定濃度に正確に一致するように生成さ
れた処理液である。基準処理液を処理槽５１の処理槽本
体５１ａおよびオーバーフロー部５１ｂに滞留する程度
にまで供給すると、ポンプ５６を起動して基準処理液を
循環配管５５を介して循環させる。基準処理液を循環さ
せながら、ヒータ５７で基準処理液を加熱するととも
に、その温度を温度センサ５８で検出する。制御系６０
Ａの温調部６１は、温度センサ５８からの検出信号に基
づき、基準処理液の温度制御を行う。基準処理液の温度
が所定温度になると、透過光強度測定部４１が、上述し
た参照透過光強度の測定の場合と同様に、信号抽出部３
０で抽出された信号成分を基準透過光強度として取り込
んで保持する。

【００３７】参照透過光強度と基準透過光強度の測定が
終わると、透過率算出部４２は基準処理液の透過率（＝
基準透過光強度／参照透過光強度）を算出する。この基
準処理液の透過率（基準透過率）はフィードバック制御
部６２に与えられて、ここで保持される。

【００３８】以上の基準設定処理が終わると、実際の基
板処理の過程で行われる処理液の濃度のフィードバック
制御処理に移る。上述した基準設定処理の場合と同様
に、光路切換部２３を参照フローセル１１側に選択設定
して、純水の透過光強度（参照透過光強度）を測定す
る。この参照透過光強度は透過光強度測定部４１に保持
される。なお、参照フローセル１２の透過性が経時的に
変化することもあるので、本実施例のように、参照透過
光強度を処理液の濃度制御の都度、あるいは定期的に測
定するのが好ましい。ただし、参照フローセル１２の透
過性の変化が無視できるような場合には、基準設定処理
の過程で測定した参照透過光強度を用いるようにして、
フィードバック制御処理過程における参照透過光強度の
測定を省略することも可能である。

【００３９】参照透過光強度の測定が終わると、光路切
換部２３を試料フローセル１１側に切り換える。続い
て、制御系６０Ａの弁操作部６３が純水の流量調節弁Ｖ
１と薬液の流量調節弁Ｖ２とを操作し、基板処理の条件
に応じた所定濃度に近い濃度になるように各々の流量を
調節して、純水と薬液とを処理槽５１に供給する。処理
槽５１の処理液を循環配管５５を介して循環させながら
温度制御を行う。処理液の温度が所定温度になった時点
で、透過光強度測定部４１が、信号抽出部３０からの信
号成分を試料透過光強度として取り込んで保持する。

【００４０】参照透過光強度と試料透過光強度の測定が
終わると、透過率算出部４２は処理液の透過率（＝試料
透過光強度／参照透過光強度）を算出する。この処理液
の透過率（試料透過率）はフィードバック制御部６２に
与えられる。フィードバック制御部６２は、この試料透
過率と、予め保持している基準透過率との差分を求め、
この差分を打ち消すように純水の流量操作量、あるいは
薬液の流量操作量を前記差分に応じて算出し、弁操作部
６３に与える。弁操作部６３は、フィードバック制御部
６２から与えられた流量操作量に基づいて、純水の流量
調節弁Ｖ１、あるいは薬液の流量調節弁Ｖ２を操作して
純水または薬液の流量を調整する。以上のフィードバッ
ク制御処理過程を繰り返し実行することにより、処理槽
５１の処理液を基板処理の条件に応じた温度および濃度
に調整した後、基板の洗浄処理やエッチング処理に移
る。

【００４１】以上のように、上述した実施例に係る基板
処理装置によれば、所定周波数の連続パルス光を試料セ
ル１１および参照セル１２に照射し、光検出器２４の検
出信号の中から、連続パルス光とほぼ同じ周波数の信号
成分を抽出することによって試料透過光強度および参照
透過光強度を測定しているので、光検出器２４に室内の
照明や輻射赤外線などの外乱が入射しても、これらの外
乱によって試料透過光強度や参照透過光強度の測定結果
が影響されない。したがって、この実施例によれば、処
理液の濃度を精度良く制御することができる。また、各
基板処理系統５０Ａ〜５０Ｃは、それぞれ異なる周波数
の連続パルス光を使用しているので、各基板処理系統５
０Ａ〜５０Ｃの連続パルス光が干渉することがなく、光
検出器２４の検出信号の中から、所定の信号成分を正し
く抽出することができる。

【００４２】本発明に係る基板処理装置は上記の実施例
に限らず、次のように変形実施することができる。 （１）上記の実施例では、参照セル１２に充填（あるい
は流通）させた常温の純水の透過光強度（参照透過光強
度）を測定したが、加熱された処理液の濃度を測定する
場合は、参照セル１２内の純水を処理液と同じ温度にま
で加熱して参照透過光強度を測定するのが好ましい。そ
うすることより、純水の吸光量の温度依存性による誤差
を無くすことができる。

【００４３】（２）純水の吸光量の温度依存性による測
定誤差が特に問題にならないような場合には、上述した
濃度測定装置の変形例と同様に、参照セル１２に代えて
一定の吸光係数を備えた光学フィルタを用いたり、ある
いは、光源１３の光強度を一定に維持することにより、
参照セル１２を省くことも可能である。

【００４４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば次のような効果を奏する。請求項１に記載の発
明によれば、試料セルに連続パルス光を入射させ、その
透過光を検出した光検出器の検出信号の中から、連続パ
ルス光とほぼ同じ周波数の信号成分を抽出して、この信
号成分に基づいて試料流体の濃度を測定しているので、
室内の照明や輻射赤外線などの外乱に影響されることな
く、試料流体の濃度を精度よく測定することができる。

【００４５】請求項２に記載の発明によれば、板部材を
回転駆動機構で回転させることによって、光源から照射
された光を連続パルス光にし、この連続パルス光を試料
セルに入射させているので、請求項１の発明と同様の効
果を得ることができる。

【００４６】請求項３に記載の発明によれば、光源をパ
ルス点灯させることにより連続パルス光を生成し、この
連続パルス光を試料セルに入射させているので、請求項
１の発明と同様の効果を得ることができる。

【００４７】請求項４に記載の発明によれば、試料セル
に連続パルス光を入射し、その透過光を検出した光検出
器の検出信号の中から、連続パルス光とほぼ同じ周波数
の信号成分を抽出して処理液の濃度を求め、この処理液
の濃度が所定濃度になるように制御しているので、室内
の照明や輻射赤外線などの外乱に影響されることなく、
処理液の濃度を精度よく制御することができる。

【００４８】請求項５に記載の発明によれば、複数個の
基板処理系統でそれぞれ用いる連続パルス光の周波数を
異なるものにしているので、基板処理系統の相互で連続
パルス光が干渉することなく、各基板処理系統で処理液
の濃度を精度よく制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る濃度測定装置の一実施例の概略構
成を示したブロック図である。

【図２】チョッパ機構に備えられた板部材の説明図であ
る。

【図３】濃度測定装置の変形例の概略構成を示したブロ
ック図である。

【図４】本発明に係る基板処理装置の一実施例における
基板処理系統の概略構成を示したブロック図である。

【図５】基板処理装置の一実施例における制御系の概略
構成を示したブロック図である。

【図６】従来の濃度測定装置の説明に供するブロック図
である。

【符号の説明】

１１…試料セル １２…参照セル １３…光源 ２４…光検出器 ２５…チョッパ機構 ２６…板部材 ２７…モータ ３０…信号抽出部 ３３…同期検波回路 ４０…濃度測定部 ４１…透過光強度測定部 ４２…透過率算出部 ５０Ａ〜５０Ｃ…基板処理系統 ６０Ａ〜６０Ｃ…制御系

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料流体を収容する試料セルと、前記試
   料セルに光を照射する光源と、前記試料セルを透過した
   光を検出する光検出器と、前記光検出器の検出信号に基
   づき、試料流体の濃度を測定する濃度測定手段とを備え
   た濃度測定装置において、 前記試料セルに入射する光を連続パルス光にする光断続
   手段と、 前記光検出器の検出信号の中から、前記連続パルス光と
   ほぼ同じ周波数の信号成分を抽出する信号抽出手段とを
   備え、 前記濃度測定手段は、前記信号抽出手段によって抽出さ
   れた信号成分に基づいて試料流体の濃度を測定すること
   を特徴とする濃度測定装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の濃度測定装置におい
   て、 前記光断続手段は、前記光源から前記試料セルに至る光
   路上に配設され、光透過部と遮光部とが形成された板部
   材と、前記試料セルに入射する光を連続パルス光にする
   ために前記板部材を回転させる回転駆動機構とを備えた
   濃度測定装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の濃度測定装置におい
   て、 前記光断続手段は、前記光源をパルス点灯させることに
   より、前記試料セルに入射する光を連続パルス光にする
   電気制御回路で構成されている濃度測定装置。
4. 【請求項４】 薬液と溶媒とを混合して生成され、かつ
   所定濃度に調整された処理液によって基板の処理を行う
   基板処理系統を備えた基板処理装置であって、前記基板
   処理系統は、 基板に処理液を作用させて基板の処理を行う基板処理部
   と、 薬液供給源から供給された薬液と溶媒供給源から供給さ
   れた溶媒とを混合して生成された処理液を流通させて、
   前記基板処理部へ導く配管と、 前記配管の途中に配備され、処理液が流通する試料セル
   と、 前記試料セルに光を照射する光源と、 前記試料セルに入射する光を連続パルス光にする光断続
   手段と、 前記試料セルを透過した光を検出する光検出器と、 前記光検出器の検出信号の中から、前記連続パルス光と
   ほぼ同じ周波数の信号成分を抽出する信号抽出手段と、 前記信号抽出手段によって抽出された信号成分に基づい
   て処理液の濃度を測定する濃度測定手段と、 前記濃度測定手段で得られた処理液の濃度が所定濃度に
   なるように、前記薬液供給源からの薬液流量および前記
   溶媒供給源からの溶媒流量の少なくとも一方を調節する
   濃度制御手段とを備えていることを特徴とする基板処理
   装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の基板処理装置におい
   て、 前記装置は、複数個の前記基板処理系統を備えており、 かつ、各基板処理系統に備えられた前記光断続手段は、
   各々の試料セルに入射する光を、それぞれ異なる周波数
   の連続パルス光にする基板処理装置。