KR0156453B1 - Method and a substrate treating apparatus utilizing the same - Google Patents
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Abstract
처리액과 그 용매의 각각의 투과광강도를 측정하여 그 측정결과에 의거하여 처리액의 농도를 제어하는 농도제어방법 및 장치로서, 용매의 온도를 바꾸어 각온도에서의 투과광강도를 측정하므로서 온도와 투과광강도와의 관계를 나타내는 검량선데이터를 채취하여 소정의 농도 및 온도로 조정한 기준처리액의 투과광강도(기준투과광강도)와 용매의 투과광강도(참조투과광강도)를 측정하여 기준처리액의 온도와 검량선데이터에서 용매의 온도를 기준처리액과 같은 온도로 한 경우의 예측투과광강도를 구하여 상기 참조투과광강도와 예측투과광강도의 비에서 보정계수를 구하고, 기준투과광강도와 참조투과광강도와 보정계수에서 기준처리액의 투과율(기준투과율)을 구한다. 그후, 기판의 처리에 실제로 사용되는 처리액의 투과광강도(시료투과광강도)를 측정하여 이 시료투과광강도와 참조투과광강도와 보정계수에서 처리액의 시료투과율을 상기 기준투과율과 시료투과율에 따라 처리액의 농도를 제어한다.A concentration control method and apparatus for measuring the transmitted light intensity of a treatment liquid and a solvent thereof and controlling the concentration of the treatment liquid based on the measurement result, wherein the temperature and transmitted light are measured by varying the solvent temperature and measuring the transmitted light intensity at each temperature. Calibration curve data indicating the relationship between the intensity and the calibration light intensity (reference transmission intensity) of the reference treatment solution adjusted to a predetermined concentration and temperature and the transmission light intensity (reference transmission intensity) of the solvent to measure the temperature and calibration curve of the reference treatment solution From the data, the predicted transmission intensity when the temperature of the solvent is the same as the reference treatment solution is obtained, and the correction coefficient is calculated from the ratio of the reference transmission intensity and the prediction transmission intensity, and the reference treatment is performed at the reference transmission intensity and the reference transmission intensity and the correction coefficient. Obtain the liquid transmittance (reference transmittance). Thereafter, the transmission light intensity (sample transmission light intensity) of the processing liquid actually used for the processing of the substrate is measured, and the sample transmission ratio of the processing liquid at the sample transmission light intensity and the reference transmission intensity and the correction coefficient is calculated according to the reference transmission rate and the sample transmission rate. To control the concentration.
Description
제1도는 제1실시예에 관한 기판처리장치의 개략구성을 나타내는 개략도이고,1 is a schematic view showing a schematic configuration of a substrate processing apparatus according to a first embodiment,
제2도는 제1실시예에 관한 기준설정처리의 플로우챠트이고,2 is a flowchart of the reference setting process according to the first embodiment,
제3도는 제1실시예에 관한 검량선 데이터의 일예를 나타내는 그래프이고,3 is a graph showing an example of calibration curve data according to the first embodiment,
제4도는 제1실시예에 관한 피드백 제어처리의 플로우챠트이고,4 is a flowchart of a feedback control process according to the first embodiment,
제5도는 제2실시예에 관한 기판처리장치의 개략구성을 나타내는 개략도이고,5 is a schematic view showing a schematic configuration of a substrate processing apparatus according to a second embodiment,
제6도는 제2실시예에 관한 기준설정처리의 플로우챠트이고,6 is a flowchart of the reference setting process according to the second embodiment,
제7도는 제2실시예에 관한 검량선 데이터의 일예를 나타내는 그래프이고,7 is a graph showing an example of calibration curve data according to the second embodiment;
제8도는 제2실시예에 관한 피드백 제어처리의 플로우챠트이고,8 is a flowchart of a feedback control process according to the second embodiment,
제9도는 기판처리장치의 변형예의 개략구성을 나타내는 개략도이고,9 is a schematic view showing a schematic configuration of a modification of the substrate processing apparatus;
제10도는 광검출기의 변형예를 나타내는 블록도이고,10 is a block diagram showing a modification of the photodetector,
제11도는 투과광측정용 플로우셀의 일예의 분해사시도이고,11 is an exploded perspective view of an example of a flow cell for measuring transmission light,
제12도는 투과광 측정용 플로우셀의 일예의 수평단면도이고,12 is a horizontal sectional view of an example of a flow cell for measuring transmitted light,
제13도는 투과광 측정용 플로우셀의 일예의 종단면도이고,13 is a longitudinal sectional view of an example of a flow cell for measuring transmitted light,
제14도는 각종 피막에 의한 비투과율을 비교한 그래프이고,14 is a graph comparing the specific transmittance by various coatings,
제15도는 투과광측정용 광학계의 일예의 개략구성도이고,15 is a schematic configuration diagram of an example of an optical system for measuring transmitted light,
제16도는 광로 절환제어부의 동작 및 투과광 강도측정부의 측정 타이밍을 나타낸 타이밍챠트이고,16 is a timing chart showing the operation of the optical path switching control unit and the measurement timing of the transmitted light intensity measurement unit.
제17도는 광검출기의 변형예를 나타내는 도면이고,17 is a diagram showing a modification of the photodetector,
제18도는 투과광 측정용 광학계의 변형예를 나타내는 개략구성도이고,18 is a schematic configuration diagram showing a modification of the optical system for measuring transmitted light,
제19도는 광로절환 제어부의 동작 및 투과광 강도 측정부의 측정타이밍을 나타낸 타이밍 챠트이다.19 is a timing chart showing the operation of the optical path switching controller and the measurement timing of the transmitted light intensity measurement unit.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 처리조 1a : 처리조본체1: Treatment tank 1a: Treatment tank body
1b : 오버플로우부 3 : 순수공급배관1b: overflow portion 3: pure water supply piping
5 : 약액탱크 7 : 약액공급배관5: chemical liquid tank 7: chemical liquid supply piping
9 : 처리액공급배관 11 : 펌프9: Treatment liquid supply piping 11: Pump
13 : 히터 15 : 온도센서13 heater 15 temperature sensor
17 : 필터 19 : 시료플로우셀17 filter 19 sample flow cell
21 : 광원 22 : 광분기부21: light source 22: optical branch
23 : 참조셀 24 : 광로절환부23: reference cell 24: optical path switching unit
25 : 광검출기 30 : 농도제어부25: photo detector 30: concentration control unit
31 : 투과광강도측정부 32 : 온도조절부31: transmitted light intensity measuring unit 32: temperature control unit
33 : 검량선데이터측정부 34 : 검량선데이터저장부33: calibration curve data measuring section 34: calibration curve data storage section
35 : 보정계수산출부 36 : 투과율산출부35: correction coefficient calculation unit 36: transmittance calculation unit
37 : 피드백제어부 38 : 공급량제어부37: feedback control unit 38: supply amount control unit
39 : 광로절환제어부 41a,41b : 프레임39: optical path switching controller 41a, 41b: frame
42 : 관통구멍 43 : 0링42: through hole 43: 0 ring
44a,44b : 광투과부 45 : 스패이서44a, 44b: light transmitting part 45: spacer
본 발명은 기판의 처리에 사용되는 처리액의 투과광강도와, 일정온도로 유지되며, 처리액 중에 함유되는 용매의 투과광 강도와의 비를 가지고 처리액의 투과율을 산출하며, 이 투과율에 의거하여 상기 처리액의 농도를 제어하는 농도제어방법 및 이것을 이용하여 처리액의 농도를 제어하여 반도체 웨이퍼, 포토마스크용의 글라스기판, 액정표시장치용의 글라스기판, 광디스크용의 기판등의 기판을 대상으로 세정이나 에칭등의 처리를 행하는 기판처리장치에 관한 것이다.The present invention calculates the transmittance of the treatment liquid with the ratio between the transmitted light intensity of the treatment liquid used for the treatment of the substrate and the transmitted light intensity of the solvent contained in the treatment liquid, and calculates the transmittance of the treatment liquid based on the transmittance. A concentration control method for controlling the concentration of the processing liquid and the concentration of the processing liquid is used to clean the substrates such as semiconductor wafers, glass substrates for photomasks, glass substrates for liquid crystal display devices, and substrates for optical disks. The present invention relates to a substrate processing apparatus that performs processing such as etching or etching.
종래의 이 종류의 기판처리장치로서, 기판의 세정을 행하는 기판처리장치가 있다. 이 기판처리의 장치는, 예를들면 반도체 웨이퍼 등의 기판을 세정을 하기 위하여 그 목적에 따라 약액과 순수(용매)를 소정비율로 혼합하여 세정액을 조정하여, 이 소정의 농도로한 세정액 중에 기판을 침지시키므로서 기판을 처리하는 것이다. 그러나, 세정액은 예를들면 70℃ 정도로 가열한 상태에서 사용되는 일이 많으므로 순수나 약액의 증발에 의해 또 그외의 요인에 의해 그 농도가 변동한다. 이 세정액의 농도에 변동에 있으면 소정시간의 세정을 행하여도 기판을 소요의 세정의 상태로 할 수가 없으므로, 이 농도를 관리하여 변동이 있으면 소정농도로 제어할 필요가 있다. 이와 같은 세정액 등의 처리액의 농도제어방법으로서는, 처리액의 투과광강도(시료투과광강도)와 기준이 되는 순수의 투과광강도(참조 투과광강도)와의 비를 가지고 처리액의 투과율을 산출하여, 이 투과율에 의거하여 처리액의 농도를 제어하는 방법이 있다. 이 방법에 의하면 처리액의 농도제어를 위해 그 처리액의 투과율을 측정할 필요가 있다.As a conventional substrate processing apparatus of this kind, there is a substrate processing apparatus for cleaning a substrate. In order to clean substrates such as semiconductor wafers, the apparatus of the substrate treatment is to mix the chemical liquid and the pure water (solvent) at a predetermined ratio according to the purpose thereof to adjust the cleaning liquid, and the substrate in the cleaning liquid at this predetermined concentration. The substrate is treated by dipping. However, since the cleaning liquid is often used in a state heated at, for example, about 70 ° C, the concentration varies depending on evaporation of pure water or chemical liquid and other factors. If the concentration of the cleaning liquid is fluctuated, the substrate cannot be in a state of required cleaning even if the cleaning is performed for a predetermined time. Therefore, it is necessary to control the concentration to control the predetermined concentration if there is a variation. As a method for controlling the concentration of a treatment liquid such as a cleaning liquid, the transmittance of the treatment liquid is calculated by a ratio between the transmission light intensity (sample transmission light intensity) of the treatment liquid and the transmission light intensity (reference transmission light intensity) of the pure water serving as a reference. There is a method of controlling the concentration of the treatment liquid on the basis of. According to this method, it is necessary to measure the transmittance of the processing liquid in order to control the concentration of the processing liquid.
이 투과율을 측정하는 방법으로서는 처리액을 공급하는 처리액 공급 배관중에 투과장 측적용 플로우셀을 배열 설치하여 처리액의 투과광강도를 측정함과 동시에 순수의 투과광강도를 참조셀로 측정한다. 그리고, 이들의 비를 가지고 순수를 기준으로한 처리액의 투과율을 구한다고하는 수법이 있다.As a method for measuring the transmittance, a permeation field flow flow cell is arranged in a processing liquid supply pipe for supplying a processing liquid, and the transmission light intensity of the processing liquid is measured, and the transmission light intensity of pure water is measured with a reference cell. Then, there is a method of obtaining the transmittance of the treatment liquid based on pure water based on these ratios.
그러나, 상술한 바와 같이 반도체 웨이퍼등의 기판의 세정에서는 세정액을 가열한 상태에서 처리를 행한다. 한편, 세정액에 포함되어 있는 순수는 그 흡광계수에 온도의존성이 있으므로 세정액의 투과광강도는 상온시에 비하여 높게 측정된다. 그러나, 순수의 참조투과광강도는 상온의 그대로 측정되고 있으므로 세정액과 같이 상온보다 높게 측정되는 일은 없다.However, as described above, in the cleaning of substrates such as semiconductor wafers, the treatment is performed while the cleaning liquid is heated. On the other hand, since the pure water contained in the cleaning liquid has a temperature dependence on its absorption coefficient, the transmitted light intensity of the cleaning liquid is measured higher than that at normal temperature. However, since the reference transmission light intensity of pure water is measured as it is at room temperature, it is not measured higher than room temperature like a cleaning liquid.
따라서 이들의 비에서 얻어지는 세정액의 투과율에는 순수의 흡광계수의 온도의존성에 의하여 오차가 포함되는 것으로 된다. 따라서, 이 수법에서는 얻어지는 처리액의 투과율에 의거하여 기판의 처리에 사용되는 처리액의 농도를 정밀도 좋게 제어하는 것이 곤란하며, 특히 반도체 웨이퍼를 세정하는 기판처리장치에는 적용이 곤란하다.Therefore, an error is included in the transmittance of the cleaning liquid obtained at these ratios due to the temperature dependence of the extinction coefficient of pure water. Therefore, in this method, it is difficult to precisely control the concentration of the processing liquid used for processing the substrate based on the transmittance of the processing liquid obtained, and in particular, it is difficult to apply to the substrate processing apparatus for cleaning the semiconductor wafer.
상기의 문제점을 개선한 수법으로서 투과광 측정을 플로우셀이 배열 설치된 처리공급배관과는 다른 채취관에 처리액으로 가득채워진 처리조에서 연속적 혹은 간헐적으로 처리액을 도입하여 처리액의 투과광강도를 측정하는 수법이 알려져 있다(예를들면 일본특허공개 소 62-8040호 공보). 이 수법에 의하면 채취한 처리액을 냉각 또는 방치하므로서 기준이 되는 순수의 온도와 거의 같은 온도로 처리액의 투과광강도를 측정할 수 있다. 따라서, 온도의존성에 의한 오차도 없이 정밀도 좋게 처리액의 투과율을 구할 수 있다. 그 결과, 처리액의 농도를 정밀도 좋게 제어할 수 있다.As a technique to improve the above problems, the measurement of the transmitted light intensity is measured by continuously or intermittently introducing the treatment liquid from the treatment tank filled with the treatment liquid in a collecting tube different from the treatment supply pipe in which the flow cell is arranged. The technique is known (for example, see Japanese Patent Laid-Open No. 62-8040). According to this method, the transmitted light intensity of the treatment liquid can be measured at a temperature approximately equal to the temperature of the pure water used as the reference by cooling or leaving the collected treatment liquid. Therefore, the transmittance of the processing liquid can be obtained with high accuracy without any error due to temperature dependence. As a result, the concentration of the processing liquid can be controlled with high precision.
그러나, 이와같은 구성을 가진 종래예의 경우에는 처리액의 투과광강도를 측정하기 위하여 처리액을 채취관에 채취하여 기준이되는 순수와 같은 온도까지 냉각 또는 방치할 필요가 있다. 따라서, 이 종래예에서는 처리액의 농도를 정밀도 좋게 측정하여 제어할 수 있다고 하는 이점을 가진 반면, 채취관에서 처리액을 채취하여 냉각 또는 방치하는 시간이 걸려버리므로 처리액의 농도변화에 대한 응답성이 나쁘다고하는 문제점이 있다.However, in the case of the conventional example having such a configuration, in order to measure the transmitted light intensity of the treatment liquid, it is necessary to collect the treatment liquid in a collecting tube and to cool or leave it to the same temperature as pure water as a reference. Therefore, this conventional example has the advantage that the concentration of the treatment liquid can be measured and controlled with high accuracy, while it takes time to collect the treatment liquid from the collection tube and cool or leave it, and thus the response to the concentration change of the treatment liquid There is a problem that sex is bad.
본 발명은 이와같은 사정을 감안하여된 것으로서, 처리액의 온도의존성을 보정하므로서 고정밀도로 또 응답성이 좋은 농도제어방법 및 이것을 이용한 기판처리장치를 제공하는 것을 주된 목적으로 한다.This invention is made in view of such a situation, Comprising: It aims at providing the density control method with high precision and responsiveness, and the substrate processing apparatus using the same which correct | amend the temperature dependence of a process liquid.
본 발명은 이와같은 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 채용한다.The present invention adopts the following configuration to achieve this object.
즉, 제1의 발명은 기판의 처리에 사용되는 처리액의 투과광강도를 제1의 투과광강도측정수단에 의해 측정함과 동시에, 그 처리액을 구성하는 용매의 투과광강도를 제2의 투과광강도측정수단에 의해 측정하여, 그들의 측정결과에 의거하여 처리액의 농도를 제어하는 농도제어방법으로서 상기 방법은 이하의 과정을 포함한다: (a) 상기 처리액을 구성하는 용매의 온도를 변화시키면서 그 용매만의 투과광강도를 제1의 투과광강도 측정수단에 의하여 측정하여 용매의 온도와 투과광강도와의 관계를 나타내는 검량선데이터를 기억하는 과정; (b) 미리 소정의 농도 및 온도로 조제한 기준처리액의 투과광강도를 기준투과광강도로서 제1의 투과광강도 측정수단에 의하여 측정하는 과정; (c) 용매의 투과광강도를 참조투과광강도로서 제2의 투과광강도측정수단에 의하여 측정하는 과정; (d) 기준처리액의 온도와 기억되어 있는 검량데이터에 의거하여 용매를 기준처리액과 같은 온도로한 경우에 제2의 투과광강도측정수단에 의하여 측정하여야 할 용매의 투과광강도에 상당하는 예측투과광강도를 산출하여, 상기 참조투과광강도와 예측투과광강도와의 비에서 보정계수를 산출하는 과정; (e) 기준투과광강도와 참조투과광강도와 보정계수에서 상기 소정의 온도에서의 기준처리액의 투과율을 기준투과율로서 산출하는 과정; 으로 되는 기준설정과정을 미리 행한 후, (f) 기판의 처리에 실제로 사용되는 처리액의 투과광강도를 시료투과광강도로서 제1의 투과광강도 측정수단에 의하여 측정하는 과정; (g) 시료투과광강도와 참조투과광강도와 보정계수에서 처리액의 투과율을 시료투과율로서 산출하는 과정; (h) 기준투과율과 시료투과율에 따라 기판의 처리에 실제로 사용하여야할 처리액의 농도를 제어하는 과정; 으로 되는 피드백 제어과정을 기준투과율과 시료투과율이 일치하도록 반복해서 행한다.That is, in the first invention, the transmission light intensity of the processing liquid used for processing the substrate is measured by the first transmission light intensity measuring means, and the transmission light intensity of the solvent constituting the processing liquid is measured by the second transmission light intensity. A concentration control method for controlling the concentration of the treatment liquid based on the results of their measurement as measured by the means, the method comprising the following steps: (a) The solvent while varying the temperature of the solvent constituting the treatment liquid; Storing the calibration curve data indicating the relationship between the solvent temperature and the transmitted light intensity by measuring the transmitted light intensity of the bay by the first transmitted light intensity measuring means; (b) measuring, by the first transmitted light intensity measuring means, the transmitted light intensity of the reference treatment liquid prepared at a predetermined concentration and temperature as the reference transmitted light intensity; (c) measuring the transmitted light intensity of the solvent by the second transmitted light intensity measuring means as the reference transmitted light intensity; (d) Predicted transmitted light corresponding to the transmitted light intensity of the solvent to be measured by the second transmitted light intensity measuring means when the solvent is at the same temperature as the reference processing liquid based on the temperature of the reference processing liquid and stored calibration data. Calculating a correction factor at a ratio between the reference transmitted light intensity and the predicted transmitted light intensity by calculating the intensity; (e) calculating, as the reference transmittance, the transmittance of the reference treatment liquid at the predetermined temperature in the reference transmittance intensity and the reference transmittance intensity and the correction coefficient; (F) measuring the transmitted light intensity of the processing liquid actually used for the processing of the substrate by the first transmitted light intensity measuring means as the sample transmitted light intensity after performing the reference setting process to be performed; (g) calculating the transmittance of the treatment liquid as the sample transmittance at the sample transmittance intensity and the reference transmittance intensity and the correction coefficient; (h) controlling the concentration of the treatment liquid to be actually used for processing the substrate according to the reference transmittance and the sample transmittance; The feedback control process is repeated so that the reference transmittance and the sample transmittance coincide.
상기의 제1의 발명방법의 작용은 다음과 같다.The operation of the first invention method described above is as follows.
본 발명방법은 처리액의 투과광강도와 처리액을 구성하는 투과광강도와의 비를 가지고 투과율을 산출한다. 그리고, 산출한 투과율에 의거하여 농도를 제어하는 농도제어방법이다.The method of the present invention calculates the transmittance with a ratio between the transmitted light intensity of the treatment liquid and the transmitted light intensity constituting the treatment liquid. And it is a density control method of controlling a density | concentration based on the calculated transmittance | permeability.
이 투과율은 잘 알려져 있는 것과같이 람베르트 벨의 법칙(Lambert-Beer's law)에서 아래와 같이 나타낼 수 있다. 단지 Io는 입사광강도, I는 투과광강도이며, α는 람베르트의 법칙에 따라 매질이 빛을 흡수하는 정도를 나타내는 정수이며 매질에 따라 고유의 값을 가진 흡광계수이다. 여기서 흡광계수 α는 처리액의 흡광계수, αv는 용매의 흡광계수를 나타내고 있다. 또, 같이 농도 c는 처리액의 농도, 농도 cv는 용매의 농도를 나타내고 있다.This transmittance, as is well known, can be expressed in Lambert-Beer's law: Where I o is the incident light intensity, I is the transmitted light intensity, and α is an integer indicating the extent to which the medium absorbs light according to Lambert's law, and the extinction coefficient has a unique value depending on the medium. Here, the extinction coefficient α represents the extinction coefficient of the treatment liquid, and αv represents the extinction coefficient of the solvent. In addition, the concentration c indicates the concentration of the treatment liquid and the concentration cv indicates the concentration of the solvent.
또, d는 투과광측정용 플로우셀의 유통경로중에 배열 설치한 광로로서 액체중을 빛이 투과하는 광로의 길이(광로길이)이다.D is an optical path arranged in the flow path of the flow cell for transmission light measurement, and is the length (optical path length) of light passing through the liquid.
그런데, 투과율은 상기의 (1)식으로 나타내는 것과 같이 측정한 투과광강도와 거의 동시에 측정한 입사광강도와의 비에서 구하여진다. 그러나, 그러기 위하여는 광원의 광강도(입사광강도)를 측정할 필요가 있으므로 투과광측정용 광학계가 복잡하게 된다. 따라서,입사광강도를 측정하지 않고 기준이 되는 용매의 투과광강도(참조투과광강도)를 측정하여, 이것에 대한 처리액의 투과광강도(시료투과광강도)의 비를 가지고 투과율로 하는 것이 일반적이다.By the way, the transmittance | permeability is calculated | required from ratio with the incident light intensity measured substantially simultaneously with the transmitted light intensity measured as shown by said Formula (1). However, in order to do so, it is necessary to measure the light intensity (incident light intensity) of the light source, which complicates the optical system for measuring transmitted light. Therefore, it is common to measure the transmission light intensity (reference transmission light intensity) of the solvent as a reference without measuring the incident light intensity, and to make the transmittance with the ratio of the transmission light intensity (sample transmission light intensity) of the treatment liquid to this.
그래서 상기 처리액의 투과광측정용 플로우셀(이하, 시료플로우셀이라 한다)과 같은 광로길이 (d)를 가진 다른 투과광측정용 플로우셀(이하, 참조셀이라 한다)을 사용하여, 이것에 용매를 충진하여 일정온도로 유지한다. 이 참조셀의 투과광강도를 기준으로하여 투과율을 산출하는 것이다. 통상, 처리액은 소정온도로 가열한 상태에서 사용하는 것이 많으므로, 흡광계수의 온도의존성에 의하여 투과광도는 크게 변위한다. 이 때문에 처리액의 시료투과광강도는 변위하나 참조셀의 용매는 가열되는 일없이 거의 일정온도로 유지되어 있으므로 거의 일정의 참조투과광강도의 그대로이다. 따라서, 이 비에서 산출되는 투과율은 흡광계수의 온도의존성 때문에 오차를 포함하는 것으로 된다.Thus, using another transmission light measuring flow cell (hereinafter referred to as a reference cell) having the same optical path length (d) as the flow cell for measuring the transmitted light (hereinafter referred to as a sample flow cell) of the treatment liquid, a solvent is added thereto. Fill and maintain at a constant temperature. The transmittance is calculated based on the transmitted light intensity of this reference cell. In general, the treatment liquid is often used in a state of being heated to a predetermined temperature, and thus the transmitted light intensity is largely displaced due to the temperature dependence of the extinction coefficient. For this reason, the sample transmitted light intensity of the treatment liquid is displaced, but since the solvent of the reference cell is maintained at a constant temperature without heating, the reference transmit light intensity remains almost constant. Therefore, the transmittance calculated from this ratio includes an error due to the temperature dependence of the extinction coefficient.
본 발명방법에서는 이하의 순서에 따라 흡광계수의 온도의존성을 보정하여 투과율을 오차없이 구하여, 이것에 의거하여 농도제어를 행하는 것이다.In the method of the present invention, the temperature dependence of the extinction coefficient is corrected according to the following procedure to determine the transmittance without error, and concentration control is performed based on this.
우선, 처리액을 구성하는 용매의 온도를 변화시키면서 그 용매만의 투과광강도를 제1의 투과광강도측정수단에 의하여 측정한다. 그리고 용매의 투과광강도(I)와 온도(T)와의 관계를 나타내는 검량선데이터를 기억한다((a)의 과정). 이 검량선데이터는 일반적으로 도조절와 같이 투과광강도가 증가하는 오른쪽으로 올라가는 그래프가 된다.First, the transmission light intensity of only the solvent is measured by the first transmission light intensity measuring means while changing the temperature of the solvent constituting the treatment liquid. The calibration curve data indicating the relationship between the transmitted light intensity I of the solvent and the temperature T is stored (process of (a)). This calibration curve data is generally a graph that goes up to the right, where the transmitted light intensity increases, such as the degree control.
다음에, 미리소정농도(c) 및 소정온도(te)가 되도록 처리액을 조제하여 이것을『기준처리액』으로 한다. 이 기준처리액의 투과광강도(기준투과광강도 IR)를 제1의 투과광강도측정수단에 의하여 측정한다((b)의 과정). 이 기준투과광강도(IR)는 아래와 같이 표시된다.Next, a processing liquid is prepared so as to have a predetermined concentration (c) and a predetermined temperature (t e ) in advance, and this is referred to as "reference processing liquid". The transmitted light intensity (reference transmitted light intensity I R ) of this reference treatment liquid is measured by the first transmitted light intensity measuring means (process of (b)). This reference transmitted light intensity (I R ) is expressed as follows.
투과율의 기준이 되는 용매의 투과광강도(참조투과광강도 Iv)를 제2의 투과광강도측정수단에 의하여 측정한다((c)의 과정). 이 용매는 일정온도(tv)로 유지되어 있다. 참조투과광강도(Iv)는 아래와 같이 표시된다.The transmitted light intensity (reference transmitted light intensity I v ) of the solvent serving as a reference for the transmittance is measured by the second transmitted light intensity measuring means (process of (c)). This solvent is maintained at a constant temperature (t v ). The reference transmitted light intensity I v is expressed as follows.
다음에, 일정온도(tv)로 유지되어 있는 용매를 상기 기준처리액과 같은 온도(te)로한 경우에 제2의 투과광강도 측정수단에 의하여 측정하여야할 투과광강도(예측투과광강도 IF)를 산출한다. 이것을 산출하기 위하여는 상기 (a)의 과정에서 기억한 검량선 데이터를 이용한다.Next, the transmitted light intensity (predicted transmitted light intensity I F ) to be measured by the second transmitted light intensity measuring means when the solvent maintained at a constant temperature (t v ) is set to the same temperature (t e ) as the reference treatment liquid. To calculate. To calculate this, the calibration curve data memorized in the above step (a) is used.
이 예측투과광강도(IF)를 식으로 나타내면 아래와 같이된다.The predicted transmitted light intensity I F is expressed by the following equation.
상기 참조투과광강도(Iv)와 검량선데이터에서 구하여진 예측투과광강도(IF)와의비를 보정계수(K)로 한다((d)의 과정).The ratio between the reference transmitted light intensity I v and the predicted transmitted light intensity I F obtained from the calibration curve data is a correction coefficient K (process of (d)).
그리고, 상기 기준투과광강도(IR)의 상기 참조투과광강도(Iv) 및 상기 보정계수(K)에서 상기 소정의 온도에서의 기준처리액의 투과율(기준투과율) TR을 아래의 식과 같이 구한다((e)의 과정).Then, the transmittance (reference transmittance) T R of the reference treatment liquid at the predetermined temperature at the reference transmittance intensity (I v ) and the correction coefficient (K) of the reference transmittance intensity (I R ) is obtained as follows. (the process of (e)).
이 (6)식을 (2)식, (4)식으로 치환하면If you substitute this formula (6) into (2), (4)
로되며, 기준투과율(TR)이 용매의 흡광계수의 온도의존성을 가지고 있지 않은 것을 알 수 있다. 이상의 과정으로 되는 기준설정과정에 의하여 기준투과율(TR)을 미리 설정해둔다.It can be seen that the reference transmittance (T R ) does not have a temperature dependency of the extinction coefficient of the solvent. The reference transmittance (T R ) is set in advance by the standard setting procedure as described above.
다음에, 기준처리액과 같은 온도 및 같은 농도를 목표치로 하는『처리액』의 투과광강도(시료투과광강도 Is)를 제1의 투과광강도측정수단에 의하여 측정한다((f)의 과정). 이 시료 투과광강도(Is)는 이하의 식에 의하여 표시된다.Next, the transmission light intensity of the "treatment solution" to the temperature and concentration, such as based on the processing solution to the target (sample transmission light intensity I s) the (process of (f)) The measured by a transmission light intensity measuring means of Fig. The sample transmission light intensity (I s) is expressed by the following equation.
그리고, 상기 시료투과광강도(Is)와 상기 기준설정과정에서 측정된 참조투과광강도(Iv) 및 보정계수(K)에서 『처리액』의 투과율(시료투과율Ts)을 구한다((g)의 과정).Then, the transmittance (sample transmittance T s ) of the "treatment liquid" is obtained from the sample transmit light intensity (I s ) and the reference transmit light intensity (I v ) and the correction coefficient (K) measured in the reference setting process ((g) Process).
이 시료투과율(Ts)에 대해서도 시료투과광강도(Is)와 예측투과광강도(IF)의 용매의 온도는 te에서 동일하므로 용매의 흡광계수의 온도의존성의 영향은 없다.As for the sample transmittance T s , the temperature of the solvent of the sample transmitted light intensity I s and the predicted transmitted light intensity I F is the same at te, and thus there is no influence of the temperature dependence of the absorption coefficient of the solvent.
다음에, 기준설정과정에서 설정한 기준투과율(TR)과 시료투과율(Ts)에 따라 기판의 처리에 실제로 사용하여야할 처리액의 농도를 제어한다((h)의 과정. 상기 양투과율(TR, Ts)은 각각 농도(c)에 관련하는 값이므로, 예를들면 양투과율(TR, Ts)의 차분(差分)에 따라 약액, 약액에 상당하는 가스, 용매중 어느 하나를 처리액에 보충한다. 그리고, 상술한 (f) 내지 (h)의 과정으로 되는 피스백제어과정을 반복행하므로서 농도(c)가 조제되는 것으로 된다.Next, the concentration of the processing liquid to be actually used for processing the substrate is controlled according to the reference transmittance T R and the sample transmittance T s set in the reference setting process (step (h)). T R , T s ) are values related to the concentration (c), respectively. For example, depending on the difference between the permeability (T R , T s ), one of the chemical liquid, the gas corresponding to the chemical liquid, and the solvent The process liquid is replenished, and the concentration (c) is prepared by repeating the pieceback control process of the above-described processes (f) to (h).
또, 여기서 시료투과율(Ts)과 기준투과율(TR)에 대하여 각각 (7)식, (9)식에서 농도(c)를 구하면,In addition, when the concentration (c) is obtained from the formulas (7) and (9), respectively, for the sample transmittance (T s ) and the reference transmittance (T R ),
이 된다. 여기서 처리액의 농도(c)를 c'라고하면 그 농도차(△c)는Becomes Here, if the concentration c of the treatment liquid is c ', the concentration difference Δc is
이 된다. 따라서, 시료투과율(Ts)과 기준투과율(TR)이 동일값이 되도록 제어하면 처리액의 농도(c')와 기준처리액의 농도(c)를 일치시킬 수 있는 것을 알 수 있다. 또, 시료투과율(Ts)과 기준투과율(TR)은 보정계수(K)에 의하여 그 용매의 온도의존성의 영향을 제거하고 있으므로 고정밀도로 농도제어가 가능하다. 또, 참조투과광강도를 측정했을때의 용매의 온도에 맞추기 위하여 처리액을 냉각할 필요가 없으므로 응답성 좋게 농도를 제어할 수 있다.Becomes Therefore, it can be seen that when the sample transmittance T s and the reference transmittance T R are controlled to be the same value, the concentration c of the treatment liquid and the concentration c of the reference treatment liquid can be matched. The sample transmittance (T s ) and reference transmittance (T R ) can be controlled with high accuracy because the influence of the temperature dependence of the solvent is removed by the correction coefficient (K). In addition, since the treatment liquid does not need to be cooled in order to match the temperature of the solvent when the reference transmitted light intensity is measured, the concentration can be controlled with good responsiveness.
또 농도를 구하는 일 없이 농도에 관련한 투과율에 의거하여 농도제어를 행하므로 농도산출을 위한 연산을 행할 필요가 없고, 연산처리의 부담을 작게할 수 있다.In addition, since the concentration control is performed based on the transmittance related to the concentration without obtaining the concentration, it is not necessary to perform the calculation for the concentration calculation, and the burden of the calculation processing can be reduced.
제2의 발명은 기판의 처리에 사용되는 처리액의 투과광강도와 그 처리액을 구성하는 용매의 투과광강도를 공통의 투과광강도측정수단에 의해 측정하며, 그 측정결과에 의거하여 처리액의 농도를 제어하는 농도제어방법으로서, 상기 방법은 이하의 과정을 포함한다: (a) 상기 처리액을 구성하는 용매의 온도를 변화시키면서 그 용매만의 투과광강도를 투과광강도측정수단에 의하여 측정하며, 용매의 온도와 투과광강도와의 관계를 나타내는 검량선데이터를 기억하는 과정; (b) 미리 소정의 농도 및 온도로 조정한 기준처리액의 투과광강도를 기준투과광강도로서 상기 투과광강도측정 수단에 의하여 측정하는 과정; (c) 용매의 투과광강도를 참조투과광강도로서 상기 투과광강도측정수단에 의하여 측정하는 과정; (d) 기준처리액의 온도와 기억되어 있는 검량데이터에 의거하여 용매를 기준처리액과 같은 온도로한 경우에 상기 투과광강도측정수단에 의하여 측정하여야할 용매의 투과광강도에 상당하는 예측투과광강도를 산출하여, 상기 참조투과광강도와 예측투과광강도와의 비에서 보정계수를 산출하는 과정; (e) 기준투과광강도와 참조투과광강도와 보정계수에서 상기 소정의 온도에서의 기준처리액의 투과율을 기준투과율로 하여 산출하는 과정; 으로 되는 기준설정과정을 미리행한 후, (f) 기판의 처리에 실제 사용되는 처리액의 투과광강도를 시료투과광강도로하여 상기 투과광강도 측정수단에 의하여 측정하는 과정; (g) 시료투과광강도와 참조투과광강도와 보정계수에서 처리액의 투과율을 시료투과율로서 산출하는 과정; (h) 기준투과율과 시료투과율에 따라 기판이 처리에 실제로 사용하여야할 처리액의 농도를 제어하는 과정; 으로 되는 피드백 제어과정을 기준투과율과 시료투과율이 일치하도록 반복하여 행한다.In the second invention, the transmission light intensity of the processing liquid used for processing the substrate and the transmission light intensity of the solvent constituting the processing liquid are measured by common transmission light intensity measuring means, and the concentration of the processing liquid is determined based on the measurement result. As a concentration control method for controlling, the method includes the following steps: (a) The transmitted light intensity of the solvent alone is measured by the transmitted light intensity measuring means while varying the temperature of the solvent constituting the treatment liquid, Storing calibration curve data indicating a relationship between temperature and transmitted light intensity; (b) measuring the transmitted light intensity of the reference treatment liquid previously adjusted to a predetermined concentration and temperature by the transmitted light intensity measuring means as the reference transmitted light intensity; (c) measuring the transmitted light intensity of the solvent as said transmitted light intensity by said transmitted light intensity measuring means; (d) The estimated transmitted light intensity corresponding to the transmitted light intensity of the solvent to be measured by the transmitted light intensity measuring means when the solvent is at the same temperature based on the temperature of the reference processing liquid and the stored calibration data. Calculating a correction factor based on a ratio between the reference transmitted light intensity and the predicted transmitted light intensity; (e) calculating the transmittance of the reference treatment liquid at the predetermined temperature as the reference transmittance based on the reference transmittance intensity and the reference transmittance intensity and the correction coefficient; (F) measuring the transmitted light intensity of the processing liquid actually used for processing the substrate as the sample transmitted light intensity by means of the transmitted light intensity measuring means; (g) calculating the transmittance of the treatment liquid as the sample transmittance at the sample transmittance intensity and the reference transmittance intensity and the correction coefficient; (h) controlling the concentration of treatment liquid that the substrate should actually use for treatment in accordance with the reference transmittance and the sample transmittance; The feedback control process is repeated so that the reference transmittance and the sample transmittance coincide.
제2의 발명은 공통의 투과광강도측정수단에 의하여 각투과광강도를 측정하는 것이외에는 제1의 발명과 같으므로 그 작용의 설명은 생략한다.Since the second invention is the same as the first invention except that the angle of transmitted light is measured by a common transmission light intensity measuring means, the description of its operation is omitted.
상기 제1 및 제2의 발명에 있어서, 바람직하기는 각각의 발명방법에서의 (f)의 과정의 전 또는 후에 상기(c)의 과정을 재차 행하여 참조투과광강도를 측정하고, 이것과 상기 예측투과광강도와의 비에서 보정계수를 구한후에 상기(g)의 과정을 행한다.In the first and second inventions, preferably, before or after the process of (f) in each invention method, the process of (c) is repeated to measure the reference transmission light intensity, and this and the predicted transmission light After obtaining the correction coefficient from the ratio with the intensity, the procedure of (g) is performed.
이와같이 하면 투과광강도측정수단에 포함되는 광원의 광도에 시간적인 변동이 있어도 정확하게 보정계수를 구할수 있으며, 그 결과 시료투과율을 정확하게 산출할 수 있다.In this way, even if there is a temporal fluctuation in the luminous intensity of the light source included in the transmitted light intensity measuring means, the correction coefficient can be accurately obtained, and as a result, the sample transmittance can be accurately calculated.
상세히 설명하면, 상술한 바와 같이 시료투과율(Ts)은 시료투과광강도(Is)와 기준설정과정에서 측정된 참조투과광강도(Iv)와 보정계수(K)로 구하고 있다. 이것은 처리액의 시료투과광강도(Is)를 측정한 시점에서 이때의 참조투과광강도(Iv)와 기준설정과정에서의 참조투과광강도(Iv)가 동일값인 것이 전제로 되어 있다. 그러나, 광원의 시간적인 광도변동등에 의해 참조투과광강도(Iv)가 변동되어 있는 가능성이 있다. 이 일치하지 않은 참조투과광강도(Iv)(보정계수 K)에서는 (9)식에서 시료투과율(Ts)을 정확하게 산출할수 없다. 그래서, 이 시료투과율(Ts)을 산출할때까지 참조투과광강도(Iv)를 재차측정한다. 즉, 피드백 제어과정에서의 시료투과광강도(Is)와 참조투과광강도(Iv)와의 측정의 간격을 광도변동의 간격에 비하여 충분히 짧게하므로서 정확한 보정계수(K)를 구할수 있으며, 또 정확한 시료투과율(Ts)을 산출할 수 있다.In detail, as described above, the sample transmittance T s is obtained from the sample transmit light intensity I s and the reference transmit light intensity I v and the correction coefficient K measured during the reference setting process. This is that the reference transmitted light intensity (I v) is equal to the reference value of the transmission light intensity at this time at the time of measuring the sample transmitted light intensity (I s) of the treatment solution (I v) and a reference set-up process is the premise. However, there is a possibility that the reference transmitted light intensity I v is fluctuated by temporal light intensity fluctuation of the light source. At this inconsistent reference transmittance (I v ) (correction coefficient K), the sample transmittance (T s ) cannot be accurately calculated using Eq. (9). Therefore, the reference transmittance intensity I v is measured again until this sample transmittance T s is calculated. That is, the accurate correction coefficient (K) can be obtained by making the interval between the measurement of the sample transmission light intensity (I s ) and the reference transmission light intensity (Iv) in the feedback control process sufficiently shorter than the interval of the light intensity variation. (T s ) can be calculated.
또, 상기 제1 및 제2의 발명에 있어서, 바람직하기는 각각의 발명방법에서의 (a )의 과정은 상기 각온도에서의 투과광강도를 측정함과 동시에, 각온도에서의 광원의 광강도에 관련하는 광원관련 광강도를 측정하고, 각 온도에서의 상기 투과광강도와 상기 광원관련광강도와의 비(투과광강도비)를 검량선데이터로서 기억하여 상기(b), 상기(c) 및 상기(f)의 각과정에서는 각각의 과정에서의 각투과광강도의 측정과 같이 광원관련 광강도를 측정하여 각투과광강도와 각광원관련 광강도와의 비를 구하여, 각과정에 있어서 이들의 비에 의거하여 연산을 행한다.Further, in the first and second inventions, preferably, the process of (a) in each invention method measures the transmitted light intensity at the respective temperatures and at the same time the light intensity of the light source at each temperature. The light source related light intensity is measured, and the ratio (transmission light intensity ratio) between the transmitted light intensity and the light source related light intensity at each temperature is stored as calibration curve data, and the above (b), (c) and (f) In each process of), the light source related light intensity is measured and the ratio between the angular transmittance intensity and the light source related light intensity is obtained by measuring the light intensity related to each light source in each process. Is done.
이 광원 관련광강도로서는, 예를들면 광원의 광강도를 직접적으로 검출한다든지 또는 광원의 광강도를 필터등의 감광수단을 통하여 간접적으로 검출한 것이다. 따라서, 투과광강도비는 광원의 광도가 변동하였다고 하여도 거의 일정하여 불변이다. 이 광원광강도의 변동에 의한 영향을 받지 않는 투과광강도비를 검량선데이터로서 기억해둔다. 여기서는 설명의 형편상 광원관련광강도로서 상술한(1)식으로 사용하고 있는 입사광강도(Io)를 예로 채용하여 설명한다. 즉, 검량선데이터로서는 투과광강도비(투과광강도 I/입사광강도 Io)와 온도(T)와의 관계를 기억한다.As the light intensity associated with the light source, for example, the light intensity of the light source is directly detected or the light intensity of the light source is indirectly detected through photosensitive means such as a filter. Therefore, the transmitted light intensity ratio is almost constant even if the light intensity of the light source is varied and is invariant. The transmitted light intensity ratio which is not affected by the fluctuation of the light source light intensity is stored as calibration curve data. In the following description, the incident light intensity I o used by the above-described formula (1) as the light source related light intensity is used as an example. In other words, as the calibration curve data, the relationship between the transmitted light intensity ratio (transmitted light intensity I / incident light intensity I o ) and the temperature T is stored.
그리고, 상기(b)와 (c) 및 (f)의 각 과정에 있어서, 각투과광강도의 측정과 같이 광원관련광강도(입사광강도 Io)를 측정하여 각투과광강도와 각광원관련광강도와의 비를 구하여 각과정에 있어서 이들의 비에 의거하여 연산을 행한다.In each of the steps (b), (c), and (f), the light source related light intensity (incident light intensity I o ) is measured, and the angle transmitted light intensity and the light source related light intensity are measured as in the measurement of the angle transmitted light intensity. Calculate the ratio of and calculate the operation based on these ratios in each process.
즉, 상기 (b)의 과정에 있어서, 미리 소정의 농도 및 온도로 조제한 기준처리액의 투과광강도(기준투과광강도 IR)를 측정함과 동시에 입사광강도(Io)를 측정하여, 이들의 비(기준투과광강도 IR/입사광강도 Io)를 기준투과광강도비(RR)로서 구한다. 또, 상기(c)의 과정에 있어서, 용매의 투과광강도(참조투과광강도 Iv)를 측정함과 동시에 입사광강도(Io)를 측정하여, 이들의 비(참조투과광강도 Iv/입사광강도 Io)를 참조투과광강도비(Rv)로서 구한다. 또 상기(f)의 과정에 있어서, 기판의 처리에 실제로 사용되는 처리액의 투과광강도(시료투과광강도 Is)를 측정함과 동시에 입사광강도(Io)를 측정하여, 이들의 비(시료투과광강도 Is/입사광강도 Io)를 시료투과광강도비(Rs)로서 구한다.That is, in the process of (b), the transmission light intensity (reference transmission light intensity I R ) of the reference treatment liquid prepared at a predetermined concentration and temperature is measured at the same time, and the incident light intensity (I o ) is measured and the ratio thereof is measured. (Reference transmitted light intensity I R / incident light intensity I o ) is obtained as the reference transmitted light intensity ratio (R R ). In the process of (c), the transmission light intensity (reference transmitted light intensity I v ) of the solvent is measured and the incident light intensity (I o ) is measured, and the ratio (reference transmission light intensity I v / incident light intensity I) is measured. o ) is obtained as the reference transmission intensity ratio (R v ). In the process (f), the transmission light intensity (sample transmission light intensity I s ) of the processing liquid actually used for the processing of the substrate is measured and the incident light intensity (I o ) is measured, and their ratio (sample transmission light) is measured. The intensity I s / incident light intensity I o ) is obtained as the sample transmission light intensity ratio (R s ).
그리고, 각 과정에 있어서는 다음과 같이 연산이 행하여진다.And in each process, an operation is performed as follows.
(d)의 과정에서는 기준처리액의 온도와 검량선데이터에서 용매를 기준처리액과 같은 온도로한 경우의 참조투과광강도에 상당하는 예측투과광강도비(RE)(예측투과광강도 IF/입사광강도 Io)를 구한다. 그리고, 상기 참조투과광강도비(Rv)(참조투과광강도 Iv/입사광강도 Io)와 예측투과광강도비(RF)(예측투과광강도 IF/입사광강도Io)와의 비에서 보정계수(K)를 구한다.In the process of (d), the predicted transmittance intensity ratio (R E ) corresponding to the reference transmittance intensity when the solvent is the same as the reference treatment solution in the temperature of the reference treatment solution and the calibration curve data (predicted transmission intensity I F / incident light intensity) I o ) In addition, the reference transmitted light intensity ratio (R v) (see the transmitted light intensity I v / incident light intensity I o) and the predicted transmitted light intensity ratio (R F) correction on the ratio of the (predicted transmission light intensity I F / incident light intensity I o) factor ( K)
이 경우의 보정계수(K)는 참조투과광강도(Iv)와 예측투과광강도(IF)와의 비이며, (Iv/Io)/(IF/Io)로 되어 보정계수 K=Iv/IF로 된다. 이것은 상술한 (5)식과 같은 형태이다.In this case, the correction coefficient K is the ratio between the reference transmission intensity I v and the predicted transmission intensity I F , which is (I v / I o ) / (I F / I o ), which is the correction coefficient K = I v / I F This is a form similar to the above-mentioned formula (5).
여기서, 각투과광강도(Iv, IF)는 광원의 광도에 의하여 값이 변위하는 것이다. 즉, 그것들은 광원의 광도가 저하하면 당연의 것이 되면서 그것에 따라 저하한다. 그러나, 각 투과광강도(Iv, IF)를 그대로 사용하는 것은 아니고, 광원의 광도에 관련하는 광원관련광강도(여기서는 입사광강도 Io)와의 비로 하고 있으므로 광원의 광도의 변동의 영향을 받지 않는다. 따라서, 검량선 데이터를 측정한 시점과 각광강도를 측정한 시점에 있어서, 광원의 광도에 변동이 있었다고 하여도 정확히 각 값을 산출할 수 있다.Here, the angle transmitted light intensity (I v , I F ) is the value is shifted by the light intensity of the light source. That is, they become natural when the luminous intensity of a light source falls and falls accordingly. However, since the transmitted light intensities I v and I F are not used as they are, they are set as a ratio with the light source related light intensity (here, incident light intensity I o ) related to the light intensity of the light source, so that the light intensity of the light source is not affected. . Therefore, at the time when the calibration curve data is measured and the light intensity are measured, even if there is a variation in the light intensity of the light source, each value can be calculated accurately.
또, 과정(e)에서는 기준투과광강도비(RR)(=IR/Io)와 참조투과광강도비(Rv)(=Iv/Io)와 보정계수(K)(=Iv/IF)에서 기준처리액의 투과율(기준투과율 TR)을 구한다. 여기서 기준투과율(TR)는 TR= K·RR/Rv로 표시되며,Further, in step (e), the reference transmittance intensity ratio (R R ) (= I R / I o ), the reference transmittance intensity ratio (R v ) (= Iv / Io), and the correction coefficient (K) (= I v / I In F ), the transmittance (reference transmittance T R ) of the reference treatment solution is obtained. Here, the reference transmittance (T R ) is expressed as T R = K · R R / R v ,
로 되며, 상술한 (6)식과 같은, 즉 상술한 (7)식과 같은 형태로 되어 기준투과율(TR)이 용매의 흡광계수의 온도의 의존성을 가지고 있지 않는 것을 알 수 있다.It can be seen that the formula (6) described above, that is, the formula (7) described above, and the reference transmittance (T R ) do not have a dependency of the temperature of the extinction coefficient of the solvent.
또, 과정(f)에서는 시료투과광강도비(Rs)로서 시료투과광강도(Is)/입사광강도(Io)를 구하고 과정(g)에서는, 시료투과광강도비(Rs)(=Is/Io)와 참조투과광강도비(Rv)(=Iv/Io) 및 보정계수(K)(=Iv/IF)에서 처리액의 시료투과율(Ts)을 구한다. 여기서 시료투과율(Ts)는 Ts=K·Rs/Rv로 표시되며,In the process (f), the sample transmission light intensity (I s ) / incident light intensity (I o ) is obtained as the sample transmission light intensity ratio (R s ), and in the process (g), the sample transmission light intensity ratio (R s ) (= I s / I o ), the sample transmittance (T s ) of the treatment liquid is obtained from the reference transmission intensity ratio (R v ) (= I v / I o ) and the correction coefficient (K) (= I v / I F ). Here, the sample transmittance (T s ) is expressed as T s = K · R s / R v ,
로 되며, 상술한 (9)식과 같은 형태로 되는 것을 알 수 있다.It turns out, and it turns out that it becomes a form similar to Formula (9) mentioned above.
게다가, 기준투과율(TR) 및 시료투과율(Ts)은 각각 광원관련광강도인 입사광강도(Io)와의 비에 의거하여 산출되고 있으므로, 광원강도가 변위하였다고 해도 정확히 각투과율을 산출할 수 있다. 따라서, 광원의 광도변동의 영향을 받는 일 없이 장기간에 걸쳐 농도제어를 정확하게 행할 수 있다.In addition, since the reference transmittance (T R ) and the sample transmittance (T s ) are calculated based on the ratio of the incident light intensity (I o ), which is the light intensity related to the light source, respectively, the angular transmittance can be calculated accurately even if the light source intensity is shifted. have. Therefore, the density control can be performed accurately over a long period without being affected by the light intensity fluctuation of the light source.
제3의 발명은 제1의 발명방법을 이용한 기판처리장치이다.The third invention is a substrate processing apparatus using the first invention method.
즉, 제3의 발명은 소정의 농도 및 온도로 조제한 처리액에 의하여 기판의 처리를 행하는 기판처리장치로서 상기 장치는 이하의 요소를 포함한다: 처리하여야할 기판이 수납되는 기판수납수단; 기판수납수단에 수납된 기판의 처리를 행하는 처리액을 저류하는 처리액 저류수단; 처리액을 구성하는 약액 혹은 그 가스를 처리액 저류수단에 공급하는 약액공급수단; 처리액을 구성하는 용매를 처리액저류수단에 공급하는 용매공급수단; 처리액 저류수단에 저류된 처리액을 기판수납수단에 수납된 기판에 공급하는 처리액 공급수단; 서로 같은 광로길이의 광투과부를 가진 제1 및 제2의 시료채취수단; 미리 소정의 농도 및 온도로 조정된 기준처리액의 투과광강도(기준투과광강도)를 제1의 시료채취수단을 사용하여 측정함과 동시에, 기판의 처리에 실제로 사용되는 처리액의 투과광강도(시료투과광강도)를 제1의 시료채취수단을 사용하여 측정하는 제1의 투과광강도측정수단; 처리액을 구성하는 용매의 투과광강도(참조투과광강도)를 제2의 시료채취수단을 사용하여 측정하는 제2의 투과광강도측정수단; 상기 처리액을 구성하는 용매의 온도를 변화시키면서 그 용매만의 투과광강도를 제1의 시료채취수단을 사용하여 측정하며, 용매의 온도와 투과광강도와의 관계를 나타내는 검량선데이터를 채취하는 검량선데이터 채취수단; 기준처리액의 온도와 채취한 검량선 데이터에 의거하여 용매를 기준처리액과 같은 온도로 한 경우에 제2의 시료채취수단을 사용하여 제2의 투과광강도 측정수단에 의해 측정한 경우의 투과광강도에 상당하는 예측투과광강도를 산출하여, 상기 참조투과광강도와 예측투과광강도와의 비에서 보정계수를 산출하는 보정계수 산출수단; 기준투과광강도와 참조투과광강도와 보정계수에서 상기 소정의 온도에서의 기준처리액의 투과율을 기준투과율로서 산출하는 기준투과율산출수단; 시료투과광강도와 참조투과광강도와 보정계수에서 처리액의 투과율을 시료투과율로서 산출하는 시료투과율 산출수단; 기준투과율과 시료투과율에 따라 상기 약액공급수단 및 상기 용매공급수단을 제어하므로서 기판의 처리에 실제 사용하여야할 처리액의 농도를 제어하는 농도제어수단.That is, the third invention is a substrate processing apparatus for processing a substrate by a processing liquid prepared at a predetermined concentration and temperature, the apparatus comprising the following elements: substrate storage means for storing a substrate to be processed; Processing liquid storage means for storing the processing liquid for processing the substrate accommodated in the substrate storage means; Chemical liquid supply means for supplying a chemical liquid constituting the processing liquid or a gas thereof to the processing liquid storage means; Solvent supply means for supplying a solvent constituting the treatment liquid to the treatment liquid storage means; Processing liquid supply means for supplying the processing liquid stored in the processing liquid storage means to the substrate accommodated in the substrate storage means; First and second sampling means having light transmitting portions having the same optical path length; The transmission light intensity (reference transmission light intensity) of the reference processing liquid adjusted to a predetermined concentration and temperature in advance is measured using the first sampling means, and the transmission light intensity of the processing liquid actually used for processing the substrate (sample transmission light). First transmitted light intensity measuring means for measuring the intensity) using the first sampling means; Second transmission light intensity measuring means for measuring the transmission light intensity (reference transmission light intensity) of the solvent constituting the processing liquid by using a second sampling means; Calibration curve data collection to measure the transmitted light intensity of only the solvent using the first sampling means while changing the temperature of the solvent constituting the treatment solution, and to collect calibration curve data indicating the relationship between the temperature of the solvent and the transmitted light intensity. Way; Based on the temperature of the reference treatment solution and the collected calibration curve data, the transmission light intensity measured by the second transmission light intensity measurement means using the second sampling means when the solvent is at the same temperature as the reference treatment solution. Correction coefficient calculating means for calculating a corresponding estimated transmission light intensity and calculating a correction coefficient at a ratio between the reference transmission light intensity and the prediction transmission light intensity; Reference transmittance calculation means for calculating, as a reference transmittance, the transmittance of the reference treatment liquid at the predetermined temperature in reference transmittance intensity and reference transmittance intensity and correction coefficient; Sample transmittance calculation means for calculating a transmittance of the processing liquid as a sample transmittance using a sample transmittance intensity and a reference transmittance intensity and a correction coefficient; Concentration control means for controlling the concentration of the processing liquid to be actually used for processing the substrate by controlling the chemical liquid supply means and the solvent supply means in accordance with the reference transmittance and the sample transmittance.
이 제3의 발명에 관한 기판처리장치의 작용은 다음과 같다.The operation of the substrate processing apparatus according to the third invention is as follows.
우선, 검량선데이터 채취수단이 처리액을 구성하는 용매의 온도를 바꾸면서 각온도에서의 투과광강도를 제1의 시료채취수단을 사용하여 측정하므로서 용매의 온도와 투과광강도와의 관계를 나타내는 검량선 데이터를 채취한다.First, the calibration curve data collection means measures the transmitted light intensity at each temperature while changing the temperature of the solvent constituting the treatment liquid, and collects the calibration curve data indicating the relationship between the solvent temperature and the transmitted light intensity. do.
그리고, 제1의 투과광강도측정수단이 미리 소정의 농도 및 온도로 조제된 기준처리액의 투과광강도(기준투과광강도)를 제1의 시료채취수단을 사용하여 측정한다. 또, 제2의 투과광강도측정수단이 처리액을 구성하는 용매의 투과광강도(참조투과광강도)를 제2의 시료채취수단을 이용하여 측정한다.Then, the first transmitted light intensity measuring means measures the transmitted light intensity (standard transmitted light intensity) of the reference treatment liquid prepared at a predetermined concentration and temperature in advance by using the first sample collecting means. Also, the second transmitted light intensity measuring means measures the transmitted light intensity (reference transmitted light intensity) of the solvent constituting the processing liquid by using the second sample collecting means.
이후, 보정계수산출수단이 기준처리액의 온도와 채취한 검량선 데이터에 의거하여 용매의 온도를 기준처리액과 같은 온도로한 경우의 투과광강도(예측투과광강도)를 산출하여, 상기 참조투과광강도와 이 예측투과광강도와의 비에서 보정계수를 산출한다. 또, 기준투과율 산출수단이 상기 기준투과광강도와 상기 참조투과광강도와 보정계수에서 상기 소정의 온도에서의 기준처리액의 투과율(기준투과율)을 산출한다. 이와같이 보정계수에 의하여 기준투과율의 온도의존성을 보정하므로 정확히 기준투과율을 산출할 수 있다.Thereafter, the correction coefficient calculating means calculates the transmitted light intensity (predicted transmitted light intensity) when the temperature of the solvent is the same as that of the reference treatment solution based on the temperature of the reference treatment solution and the collected calibration curve data. The correction coefficient is calculated from the ratio of the estimated transmitted light intensity. Further, the reference transmittance calculating means calculates the transmittance (reference transmittance) of the reference treatment liquid at the predetermined temperature from the reference transmittance intensity and the reference transmittance intensity and correction coefficient. As such, since the temperature dependency of the reference transmittance is corrected by the correction coefficient, the reference transmittance can be accurately calculated.
다음에, 제1의 투과광강도 측정수단이 기판의 처리에 실제로 사용되는 처리액의 투과광강도(시료투과광강도)를 제1의 시료채취수단을 사용하여 측정한다. 그리고, 시료투과율 산출수단이 상기 시료투과광강도와 상기 참조투과광강도와 상기 보정계수에서 처리액의 투과율(시료투과율)을 산출한다. 이와같이 보정계수로 시료투과율의 온도의존성을 보정하므로 정확히 시료투과율을 산출할 수 있다.Next, the first transmitted light intensity measuring means measures the transmitted light intensity (sample transmitted light intensity) of the processing liquid actually used for processing the substrate using the first sample collecting means. Then, the sample transmittance calculating means calculates the transmittance (sample transmittance) of the processing liquid from the sample transmittance intensity and the reference transmittance intensity and the correction coefficient. Thus, since the temperature dependence of the sample transmittance is corrected by the correction coefficient, the sample transmittance can be accurately calculated.
그리고, 농도제어수단이 상기 기준투과율과 상기 시료투과율에 따라 약액공급수단 및 용매공급수단을 제어하므로서 처리액저류수단에 저류된 처리액의 농도를 조정한다. 농도조정한 처리액은 처리액 공급수단에 의하여 기판수납수단에 수납된 기판에 공급된다.The concentration control means adjusts the concentration of the treatment liquid stored in the treatment liquid storage means by controlling the chemical liquid supply means and the solvent supply means in accordance with the reference transmittance and the sample transmittance. The concentration-adjusted treatment liquid is supplied to the substrate stored in the substrate storage means by the treatment liquid supply means.
제4의 발명은 제2의 발명방법을 이용한 기판처리장치이다.4th invention is a substrate processing apparatus using the 2nd invention method.
즉, 제4의 발명은 소정의 농도 및 온도로 조정된 처리액에 의하여 기판의 처리를 행하는 기판 처리장치로서 상기 장치는 이하의 요소를 포함한다; 처리하여야할 기판이 수납되는 기판수납수단; 기판수납수단에 수납된 기판의 처리를 행하는 처리액을 저류하는 처리액 저류수단; 처리액을 구성하는 약액 혹은 그 가스를 처리액 저류수단에 공급하는 약액공급수단; 처리액을 구성하는 용매를 처리액 저류수단에 공급하는 용매공급수단; 처리액 저류수단에 저류된 처리액을 기판수납수단에 수납된 기판에 공급하는 처리액 공급수단; 소정의 광로길이의 광투과부를 가지고 처리액과 그것을 구성하는 용매를 따로따로 채취하는 시료채취수단; 미리 소정의 농도 및 온도로 조정된 기준처리액을 채취한 시료채취수단을 투과한 빛의 강도(기준투과광강도)를 측정하며, 이 기준투과광강도와 광조사수단에서 발생한 빛의 강도(광원관련광강도)와의 비를 기준투과광강도비로서 구하여 처리액을 구성하는 용매만을 채취한 시료 채취수단을 투과한 빛의 강도(참조투과광강도)를 측정하여, 이 참조 투과광강도와 광조사수단에 발생한 빛의 강도와의 비를 기준투과광강도비로서 구하며, 또 기판의 처리에 실제로 사용되는 처리액을 채취한 시료채취수단을 투과한 빛의 강도(시료투과광강도)를 측정하여, 이 시료투과광강도와 광조사수단에서 발생한 빛의 강도와의 비를 시료투과광강도비로서 구하는 투과광강도비측정수단; 상기 처리액을 구성하는 용매의 온도를 변화시키면서 그 용매만의 투과광강도를 시료채취수단을 사용하여 측정하며, 용매의 온도와 투과광강도와의 관계를 나타내는 검량선 데이터를 채취하는 검량선 데이터 채취수단; 기준처리액의 온도와 채취한 검량선 데이터에 의거하여 용매를 기준처리액과 같은 온도로한 경우에 시료채취수단을 사용하여 측정한 경우의 투과광강도에 상당하는 예측투과광강도와 광조사수단에서 발생한 빛의 강도와의 비를 예측투과광강도비로서 구하여, 상기 참조투과광강도비와 예측투과광강도비와의 비에서 보정계수를 산출하는 보정계수 산출수단; 기준투과광강도비와 참조투과광강도비와 보정계수에서 상기 소정의 온도에서의 기준처리액의 투과율을 기준투과율로서 산출하는 기준투과율산출수단; 시료투과광강도비와 참조투과광강도비와 보정계수에서 처리액의 투과율을 시료투과율로서 산출하는 시료투과율 산출수단; 기준투과율과 시료투과율에 따라 상기 약액공습수단 및 상기 용매공급수단을 제어하므로서 기판의 처리에 실제로 사용하여야할 처리액의 농도를 제어하는 농도제어수단.That is, the fourth invention is a substrate processing apparatus for processing a substrate by a processing liquid adjusted to a predetermined concentration and temperature, the apparatus including the following elements; Substrate storage means for storing a substrate to be processed; Processing liquid storage means for storing the processing liquid for processing the substrate accommodated in the substrate storage means; Chemical liquid supply means for supplying a chemical liquid constituting the processing liquid or a gas thereof to the processing liquid storage means; Solvent supply means for supplying a solvent constituting the treatment liquid to the treatment liquid storage means; Processing liquid supply means for supplying the processing liquid stored in the processing liquid storage means to the substrate accommodated in the substrate storage means; Sampling means for separately collecting the processing liquid and the solvent constituting the light having a light transmission portion having a predetermined optical path length; The intensity of light transmitted through the sampling means obtained by collecting the reference treatment liquid adjusted to a predetermined concentration and temperature in advance (reference transmitted light intensity) is measured, and the reference transmitted light intensity and the intensity of light generated by the light irradiation means (light source related light). The intensity of the light transmitted through the sampling means obtained by collecting only the solvent constituting the treatment liquid, and the reference transmitted light intensity and the light generated by the light irradiation means. The ratio between the intensity is determined as the reference transmittance intensity ratio, and the intensity of the light transmitted through the sampling means obtained by collecting the processing liquid actually used for processing the substrate (sample transmission intensity) is measured. Transmission light intensity ratio measuring means for obtaining a ratio of the intensity of light generated by the means as a sample transmission light intensity ratio; Calibration curve data collection means for measuring the transmission light intensity of only the solvent using a sampling means while changing the temperature of the solvent constituting the treatment liquid, and collecting calibration curve data indicating a relationship between the temperature of the solvent and the transmission light intensity; Based on the temperature of the reference treatment solution and the collected calibration curve data, the predicted transmission intensity corresponding to the transmitted light intensity measured by the sampling means when the solvent is at the same temperature as the reference treatment solution and the light generated by the light irradiation means Correction coefficient calculating means for obtaining a ratio between the intensity and the ratio as the predicted transmittance intensity ratio and calculating a correction coefficient from the ratio between the reference transmittance intensity ratio and the predicted transmittance intensity ratio; Reference transmittance calculating means for calculating, as a reference transmittance, a transmittance of the reference treatment liquid at the predetermined temperature in a reference transmittance intensity ratio and a reference transmittance intensity ratio and a correction coefficient; Sample transmittance calculation means for calculating a transmittance of the processing liquid as a sample transmittance at a sample transmittance intensity ratio, a reference transmittance intensity ratio, and a correction coefficient; Concentration control means for controlling the concentration of the processing liquid to be actually used in the processing of the substrate by controlling the chemical liquid air permeation means and the solvent supply means in accordance with the reference transmittance and the sample transmittance.
제4의 발명에 관한 기판처리장치의 작용은 다음과 같다.The operation of the substrate processing apparatus according to the fourth invention is as follows.
본 발명 장치는 처리액과 용매를 채취하는 공통의 시료채취수단을 사용하는 것과, 광원 관련 광강도를 측정하는 점에서 제3의 발명에 관한 기판처리장치와는 다른 구성으로 되어 있다.The apparatus of the present invention is different from the substrate processing apparatus of the third invention in terms of using a common sampling means for collecting the processing liquid and the solvent and for measuring the light intensity associated with the light source.
검량선데이터 채취수단이 처리액을 구성하는 용매의 온도를 바꾸면서 각온도에서의 투과광강도를 시료채취수단을 사용하여 측정하므로서 용매의 온도와 투과광강도와의 관계를 나타내는 검량선데이터를 채취한다.The calibration curve data collection means measures the transmitted light intensity at each temperature while changing the temperature of the solvent constituting the processing liquid by using the sampling means, and collects the calibration curve data indicating the relationship between the solvent temperature and the transmitted light intensity.
그리고, 투과광강도비 측정수단이 미리 소정의 농도 및 온도로 조정된 기준처리액의 투과광강도(기준투과광강도)를 시료채취수단을 사용하여 측정함과 동시에 광조사수단에서 발생한 빛의 강도(광원관련광강도)를 측정하여, 기준투과광강도와 광원관련 광강도와의 비(기준투과광강도)를 구한다. 또, 투과광강도비 측정수단이 처리액을 구성하는 용매만을 채취한 시료채취수단을 투과한 빛의 강도(참조투과광강도)를 측정하여 이 참조투과광강도와 상기 광원관련한 강도의 비(참조투과광강도비)를 구한다.Then, the transmission light intensity ratio measuring means measures the transmission light intensity (reference transmission light intensity) of the reference treatment liquid previously adjusted to a predetermined concentration and temperature by using a sample collecting means and at the same time the intensity of light generated from the light irradiation means (light source related) Light intensity) is measured and the ratio (reference transmitted light intensity) between the reference transmitted light intensity and the light intensity related to the light source is obtained. In addition, the transmission light intensity ratio measuring means measures the intensity (reference transmission light intensity) of the light transmitted through the sampling means in which only the solvent constituting the processing liquid is collected (the reference transmission intensity ratio). )
이후, 보정계수 산출수단이 기준처리액의 온도와 채취한 검광선데이터에 의거하여 용매의 온도를 기준처리액과 같은 온도를 한 경우에 투과광강도(예측 투과광강도)를 산출하여 이 예측투과광강도와 광원관련광강도와의 비(예측투과광강도비)를 구하여 상기 참조투과광강도비와 이 예측투과광강도비에서 보정계수를 산출한다. 이때, 광원관련 광강도는 참조투과광강도비와 예측투과광강도비의 양쪽에 관계하고 있으므로 광원에 광도변동이 있은 경우에는 참조투과광강도비와 예측투과광강도비의 양자가 광원의 광도변동에 따라 변위한다. 따라서, 참조투과광강도비와 예측투과광강도비와의 비(참조투과광강도비/예측투과광강도비)에는 광원의 광도변동이 영향이 나타나지 않으며, 그 결과로서 정확하게 보정계수를 구할 수 있다.Subsequently, the correction coefficient calculating means calculates the transmitted light intensity (predicted transmitted light intensity) when the temperature of the solvent is the same as the reference treatment liquid based on the temperature of the reference treatment liquid and the collected inspection data. A ratio (predicted transmission intensity ratio) with respect to the light source related light intensity is obtained to calculate a correction coefficient from the reference transmission intensity ratio and the predicted transmission intensity ratio. In this case, the light intensity related to the light source is related to both the reference transmittance intensity ratio and the predicted transmittance intensity ratio, and therefore, when there is light intensity variation in the light source, both the reference transmittance intensity ratio and the predicted transmittance intensity ratio are displaced according to the light intensity variation of the light source. . Therefore, the light intensity variation of the light source does not affect the ratio between the reference transmission intensity ratio and the predicted transmission intensity ratio (reference transmission intensity ratio / prediction transmission intensity ratio), and as a result, a correction coefficient can be accurately obtained.
그리고, 기준투과율 산출수단이 기준투과광강도비와 참조투과광강도비와 보정계수에서 상기 소정의 온도에서의 기준처리액의 투과율(기준투과율)을 산출한다. 이와같이 보정계수에 의하여 기준투과율의 온도의존성을 보정하므로 정확히 기준투과율을 산출할 수 있다.The reference transmittance calculating means calculates the transmittance (reference transmittance) of the reference treatment liquid at the predetermined temperature at the reference transmittance intensity ratio, the reference transmittance intensity ratio, and the correction coefficient. As such, since the temperature dependency of the reference transmittance is corrected by the correction coefficient, the reference transmittance can be accurately calculated.
다음에, 투과광강도비 측정수단이 기판의 처리에 실제 사용되는 처리액을 채취한 시료채취수단을 투과한 빛의 강도(시료투과광강도)를 측정하여, 이 시료투과광강도와 광원관련광강도와의 비(시료투과광강도비)를 구한다.Next, the transmission light intensity ratio measuring means measures the intensity (sample transmission light intensity) of the light transmitted through the sampling means obtained by collecting the processing liquid actually used for processing the substrate, and compares the sample transmission light intensity with the light source related light intensity. Obtain the ratio (sample transmission light intensity ratio).
그리고, 시료투과율 산출수단이 시료투과광강도비와 참조투과광강도비와 보정계수에서 처리액의 투과율(시료투과율)을 산출한다. 이와같이 보정계수로 시료투과율의 온도의존성을 보정하므로 정확히 시료투과율을 산출할 수 있다. 또, 각투과광강도와 광원관련광강도와의 비로 각비를 얻고 있으므로 광원의 광도변동이 있어도 각 비의 값은 불변이며, 광원의 광도변동의 영향을 제거하여 정확히 시료투과율을 산출할 수 있다.Then, the sample transmittance calculating means calculates the transmittance (sample transmittance) of the processing liquid from the sample transmittance intensity ratio, the reference transmittance intensity ratio, and the correction coefficient. Thus, since the temperature dependence of the sample transmittance is corrected by the correction coefficient, the sample transmittance can be accurately calculated. In addition, since the ratio is obtained by the ratio between the angular transmittance intensity and the light intensity associated with the light source, the value of each ratio is invariant even when the light source fluctuates. The sample transmittance can be accurately calculated by removing the influence of the light intensity fluctuation of the light source.
그리고, 농도제어수단이 기준투과율과 시료투과율에 따라 약액공급수단 및 용매공급수단을 제어하므로서 처리액저류수단에 저류된 처리액의 농도를 조정한다. 농도조정된 처리액은 처리액 공급수단에 의하여 기판수납수단에 수납된 기판에 공급된다.Then, the concentration control means controls the chemical liquid supply means and the solvent supply means in accordance with the reference transmittance and the sample transmittance, thereby adjusting the concentration of the treatment liquid stored in the treatment liquid storage means. The concentration-treated processing liquid is supplied to the substrate stored in the substrate storage means by the processing liquid supply means.
상술한 제3 및 제4의 발명에 관한 기판처리장치에 있어서, 농도제어수단은 바람직하기는 기준투과율과 시료투과율과의 차에 따라 약액공급수단 및 용매공급수단을 제어하는 피드백제어수단을 포함한다.In the substrate processing apparatus according to the third and fourth inventions described above, the concentration control means preferably includes a feedback control means for controlling the chemical liquid supply means and the solvent supply means in accordance with the difference between the reference transmittance and the sample transmittance. .
또, 상술한 제3 및 제4의 발명에 관한 기판처리장치에 있어서, 시료채취수단은 광투과성재료로 형성된 1쌍의 광투과부를 소정의 간격(셀 길이)으로 대향배치하고, 상기 광투과부의 사이를 유통하는 피측정유체에 대하여 상기 광투과부의 한쪽에서 빛을 조사하여 상기 광투과부의 다른쪽에서 출력된 광강도를 측정하기 위한 투과광측정용 플로우셀으로서, 상기 1쌍의 광투과부의 피측정유체가 닿는 면에 피측정유체에 대하여 내식성을 가진 피막을 형성하는 것이 바람직하다. 이와같이 광투과부를 내식성의 피막으로 피복하므로서 처리액에 의한 광투과부의 부식을 방지할 수 있음과 동시에, 광투과부를 형성하고 있는 재료가 처리액중에 용출하는 것도 방지할 수 있다.Further, in the substrate processing apparatuses according to the third and fourth inventions described above, the sample collecting means opposes a pair of light transmitting portions formed of a light transmissive material at predetermined intervals (cell length), and the light transmitting portion A transmission light measuring flow cell for measuring light intensity output from the other side of the light transmitting part by irradiating light from one side of the light transmitting part with respect to the fluid to be measured flowing between the liquid to be measured. It is preferable to form a film having corrosion resistance with respect to the fluid to be measured on the surface where it touches. By coating the light transmitting portion with a corrosion resistant film in this manner, the corrosion of the light transmitting portion by the treatment liquid can be prevented, and the material forming the light transmitting portion can also be prevented from eluting into the treatment liquid.
상기와 같은 피막으로서는 여러가지의 약품에 대하여 내식성이 있으며, 또 내열성이 우수한 플루오르화수지가 바람직하다.As such a film, the fluorinated resin which has corrosion resistance with respect to various chemicals and is excellent in heat resistance is preferable.
상기의 제3의 발명에 관한 기판처리장치에 있어서, 바람직하기는 제1 및 제2의 투과광강도측정수단은 양수단에 겸용되는 단일이 광원과, 그 광원에서 발생한 빛을 상기 제1 및 제2의 시료채취수단으로 향해서 분기시키는 광분기수단과, 상기 제1 및 제2의 시료채취수단을 따로 따로 투과한 빛을 수광하여 각각의 강도에 따라 신호를 출력하는 단일의 광검출기와, 상기 제1 및 제2의 시료채취 수단을 따로따로 투과한 빛을 서로 번갈아 광검출기에 입사시키는 광로절환수단을 포함하며, 광로절환수단의 절환타이밍에 동기하여 광검출기에서의 신호를 취입하여 광검출기가 제2의 시료채취수단을 투과한 빛을 수광했을때의 광검출기의 출력신호를 참조투과광강도로 하고, 광검출기가 제1의 시료채취수단을 투과한 빛을 수광했을때의 광검출기의 출력신호를 기준투과광강도로 하여 각각 측정한다.In the substrate processing apparatus according to the third aspect of the invention, preferably, the first and the second transmitted light intensity measuring means comprise a single light source which is used for both means, and the first and second light sources. And a single photodetector for branching toward the sampling means, a single photodetector for receiving light separately transmitted through the first and second sampling means and outputting a signal according to each intensity. And an optical path switching means for alternately injecting light transmitted separately from the second sampling means into the photodetector, and taking in a signal from the photodetector in synchronization with the switching timing of the optical path switching means, thereby causing the The output signal of the photodetector when receiving the light passing through the sampling means is referred to as the reference transmission intensity, and the output signal of the photodetector when the light detector receives the light passing through the first sampling means. Each measurement is made with reference transmittance intensity.
마찬가지로, 상기의 제4의 발명에 관한 기판처리장치에 있어서, 바람직하기는 상기 투과광강도비측정수단은 단일의 광원과, 소정의 감광율을 가진 광학필터와, 상기 광원에서 발생한 빛을 상기 시료채취수단과 상기 광학필터로 향해서 분기시키는 광분기수단과, 상기 시료채취수단 및 광학필터를 따로따로 투과한 빛을 수광하여 각각의 강도에 따른 신호를 출력하는 단일의 광검출기와, 상기 시료채취수단 및 광학필터를 따로따로 투과한 빛을 서로번갈아 광검출기에 입사시키는 광로절환수단을 포함하며, 광로절환수단의 절환타이밍에 동기하여 광검출기에서의 신호를 취입하여 광검출기가 시료채취수단을 투과한 빛을 수광했을때의 광검출기의 출력신호를 기준투과광강도, 참조투과광강도, 시료투과광강도의 어느것으로 하여 측정하고, 광검출기가 광학필터를 투과한 빛을 수광했을때의 광검출기의 출력신호를 광조사수단에서 발생한 빛의 강도(광원관련광강도)로서 각각 측정한다.Similarly, in the substrate processing apparatus according to the fourth aspect of the invention, preferably, the transmission light intensity ratio measuring means comprises: collecting a sample of a single light source, an optical filter having a predetermined light sensitivity, and light generated from the light source; A light detector for branching toward the means and the optical filter, a single photodetector for receiving light transmitted separately from the sample collecting means and the optical filter and outputting a signal according to each intensity, and the sample collecting means and the optical And an optical path switching means for alternately injecting the light transmitted separately from the filter into the photodetector, and taking in a signal from the photodetector in synchronization with the switching timing of the optical path switching means so that the photodetector receives the light transmitted through the sampling means. The output signal of the photodetector at the time of receiving the light was measured as either the standard transmission light intensity, the reference transmission light intensity, or the sample transmission light intensity. Respectively measuring the output signal of the photo detector when receiving light transmitted through the optical filter as the intensity (light source associated light intensity) of the light generated in the light irradiation means.
상기와 같이 구성하면, 제3의 발명장치에서는 제1 및 제2의 시료채취수단(제4의 발명장치에서는 시료채취수단과 광학필터)을 따로따로 투과한 단일 광원의 빛은 각각 광로절환수단에 의해 단일의 광검출기에 서로 번갈아 입사되므로 광원광도의 경시적인 변동 및 광검출기의 감도의 변동에 의한 투과광강도의 경시적인 변동의 영향은 참조투과광강도, 시료투광강도, 기준투과광강도(제4의 발명장치에서는 또 광원관련광강도)에 미친다. 그 결과, 이들의 광강도의 비를 구하는 것으로 상기 광원광도의 경시적인 변동의 영향이 상쇄되며 처리액의 농도를 정밀도 좋게 제어할 수 있다.With the above configuration, in the third invention device, the light of a single light source transmitted separately from the first and second sample collection means (the sample device and the optical filter in the fourth invention device) is respectively supplied to the optical path switching means. Since the incident light is alternately incident on a single photodetector, the influence of the light intensity over time and the variation of the transmitted light intensity due to the sensitivity of the photodetector is influenced by the reference transmitted intensity, the sample transmitted intensity, and the reference transmitted intensity (fourth invention). The device also extends to the light intensity associated with the light source. As a result, by determining the ratio of the light intensities, the influence of the fluctuation of the light source intensity over time is canceled out, and the concentration of the treatment liquid can be controlled with high precision.
상기 광로절환수단은 바람직하기는 광투과부와 차광부를 소정비율로 판상으로 형성하여 되는 광선택셔터와, 제3의 발명장치에서는 제2의 시료채취수단의 투과광과 제1의 시료채취수단의 투과광(제4의 발명장치에서는 광학필터의 투과광과 시료채취수단의 투과광)을 서로번갈아 광검출기에 조사하도록 광선택셔터를 구동하는 구동수단에 의하여 구성된다. 이것에 의해 광원광도의 변동 및 광검출기의 감도변동이 일어나는 시간에 비교하여 짧은 사이에 제3의 발명장치에서는 제2의 시료채취수단의 투과광과 제1의 시료채취수단의 투과광(제4의 발명장치에서는 광학필터의 투과광과 시료채취수단의 투과광)을 서로번갈아 광검출기에 조사할 수 있으며, 광원광도의 변동이나 광검출기의 감도변동에 의한 영향이 한층 저감된다.Preferably, the optical path switching means includes a light selection shutter in which the light transmitting portion and the light shielding portion are formed in a plate shape at a predetermined ratio, and in the third invention, the transmitted light of the second sample collecting means and the transmitted light of the first sample collecting means ( In the fourth aspect of the present invention, it comprises a drive means for driving the light selection shutter to alternately irradiate the light detector with the transmitted light of the optical filter and the transmitted light of the sample collecting means. As a result, in the third invention apparatus, the transmitted light of the second sample collecting means and the transmitted light of the first sample collecting means are shortened in comparison with the time when the variation in the light source intensity and the sensitivity change of the photodetector occur. In the apparatus, the transmitted light of the optical filter and the transmitted light of the sampling means can be irradiated to the photodetector alternately, and the influence by the variation in the light source luminous intensity or the sensitivity of the photodetector is further reduced.
또, 제3의 발명에 관한 기판처리장치에 있어서, 바람직하기는 제1 및 제2의 투과광강도측정수단은 기준투과광강도와 시료투과광강도의 각각의 투과광강도의 측정과, 참조투과광강도의 측정을 반복하여 행하며, 각각 제i번째(i는 임의의 자연수)의 투과광강도와 참조투과광강도와의 비, 제i+1번째의 투과광강도와 제i번째의 참조투과광강도와의 비, 각각 제i+1번째의 투과광강도와 참조투과광강도와의 비와 같이 시간적으로 서로 이웃하는 투과광강도 및 참조투과광강도에 의한 비의 이동평균을 산출한다.In the substrate processing apparatus according to the third aspect of the invention, preferably, the first and second transmission light intensity measuring means measure the transmission light intensity of each of the reference transmission light intensity and the sample transmission light intensity and measure the reference transmission light intensity. Repeatedly, the i-th (i is any natural number) ratio of transmitted light intensity to reference transmitted light intensity, the ratio of i + 1th transmitted light intensity to i-th reference transmitted light intensity, respectively i + The moving averages of the ratios of the transmitted light intensity and the reference transmitted light intensity which are adjacent to each other in time, such as the ratio between the first transmitted light intensity and the reference transmitted light intensity, are calculated.
마찬가지로, 제4의 발명에 관한 기판처리장치에 있어서, 바람직하기는 투과광강도비 측정수단은 기준투과광강도, 참조투과광강도, 시료투과광강도의 각각의 투과광강도의 측정과, 광원관련광강도의 측정을 반복하여 행하여, 각각 제i번째(i는 임의의 자연수)의 투과광강도와 광원관련광강도와의 비, 제i+1번째의 투과광강도와 제i번째의 광원관련광강도와의 비, 각각 제i+1번째의 광원관련광강도와의 비와 같이 시간적으로 서로 이웃하는 투과광강도 및 광원관련광강도에 의한 비의 이동평균을 산출하여, 기준투과광강도비, 참조투과광강도비, 시료투과광강도비로 한다.Similarly, in the substrate processing apparatus according to the fourth aspect of the invention, preferably, the transmission light intensity ratio measuring means measures the transmission light intensity of each of the reference transmission light intensity, the reference transmission light intensity, and the sample transmission light intensity, and the measurement of the light source related light intensity. Repeatedly, the i-th (i is an arbitrary natural number) ratio of the transmitted light intensity to the light source related light intensity, the i + 1th transmitted light intensity to the i-th light source related light intensity, respectively, The moving average of the ratios of the transmitted light intensity and the light source related light intensity, which are adjacent to each other in time, such as the ratio of the i + 1th light source related light intensity, is calculated, and the reference transmission light intensity ratio, reference transmission light intensity ratio, and sample transmission light intensity ratio do.
상기한 제3의 발명의 경우 시료투과광강도(혹은 기준투과광강도)와 참조투과광강도는 이상적으로는 동시에 측정하는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 제4의 발명의 경우 시료투과광강도(혹은 기준투과광강도나 참조투과광강도)와 광원관련광강도는 이상적으로는 동시에 측정하는 것이 바람직하다. 그러나, 실제로는 예를들면 제3의 발명장치의 경우는 단일의 광검출기를 참조투과광강도와 시료투과광강도를 검출하면, 그광로의 절환에 상당한 시간을 요한다. 또, 제4의 발명장치의 경우는 단일의 시료채취수단을 사용하고 있으므로 처리액과 용매의 절환에 상당한 시간을 요한다.그 결과, 제3의 발명장치의 경우이면 참조투과광강도와 시료투과광강도는 시간적으로 전후하여 측정한다. 그러면 광검출기의 출력신호는 경시적으로 변동하므로, 예를들면 측정되는 시료투과광강도는 유체의 농도가 일정함에도 불구하고 시간과 같이 증가한다. 또 참조투과광강도도 시간과 같이 증가한다. 가령, 시료투과광강도와 참조투과광강도는 같은 강도라고 하여(따라서, 이상적인 양투과광강도의 동시측정에서는 이들의 비는 1:1이 된다) 측정되는 시료투과광강도를 Isn(n는 몇번째의 측정인가를 나타낸다), 참조투과광강도를 IRn하여 최초에 시료투과광강도를 측정하여 이것들을 시계열적으로 대소관계와 같이 나타내면 ISIR1IS2IR2IS3IR3IS4IR4… 로 된다.In the third invention, the sample transmitted light intensity (or reference transmitted light intensity) and the reference transmitted light intensity are preferably measured simultaneously. Similarly, in the fourth invention, the sample transmitted light intensity (or reference transmitted light intensity or reference transmitted light intensity) and the light source related light intensity are ideally measured simultaneously. In practice, however, in the case of the third invention device, for example, when a single photodetector detects the reference transmission intensity and the sample transmission intensity, a considerable time is required for switching the light path. In the case of the fourth invention apparatus, since a single sampling means is used, a considerable time is required for switching the treatment liquid and the solvent. As a result, in the case of the third invention apparatus, the reference transmittance intensity and the sample transmittance intensity are Measure before and after time. The output signal of the photodetector then fluctuates over time, so that the measured sample transmitted light intensity increases with time even though the concentration of the fluid is constant. The reference transmission intensity also increases with time. For example, samples the transmission light intensity and the reference transmitted light intensity to that of the intensity (and therefore, the ideal amount of the simultaneous measurement of transmitted light intensity thereof ratio is 1: 1) of the sample transmitted light intensity to be measured I sn (n is nth measurement of The reference transmission light intensity is I Rn , and the sample transmission light intensity is first measured, and these are represented in a time-series relationship as I S I R1 I S2 I R2 I S3 I R3 I S4 I R4 . It becomes
그래서 제1번째의 시료투과광강도(Is1)와 참조투과광강도(IR1)와의 비(투과율 T11= Is1/ IR1)와, 제2번째의 시료투과광강도(Is2)와 제1번째의 참조투과광강도(IR1)와의 비(투과율 T21= Is2/R1)와, 그 이후의 투과율의 대소관계는, T11T21T22T32T33… 로 된다.Thus, the ratio between the first sample transmission light intensity (I s1 ) and the reference transmission light intensity (I R1 ) (transmittance T 11 = I s1 / I R1 ), the second sample transmission light intensity (I s2 ) and the first The relationship between the ratio (transmittance T 21 = I s2 / R1 ) and the subsequent transmittance with reference transmission light intensity (I R1 ) of T 11 T 21 T 22 T 32 T 33 . It becomes
이것을 이상적인 동시측정과 비교하면 T111, 1 T21, 1 T22, 1 T32, 1 T33…… 로 된다. 이와같이 투과율은 이상적인 측정에 비하여 『소』, 『대』를 반복하는 관계가 된다. 이와같은 관계의 시간적으로 서로 이웃하는 시료투과광강도 및 참조투과광강도와의 비의 이동평균을 산출하므로서 시료투과광강도와 참조투과광강도를 동시에 측정한 경우의 이상적인 값으로 가깝게 할 수 있다. 그결과, 광검출기의 감도변동에 의한 영향을 억제하여 정밀도 좋게 시료투과광강도 및 참조투과광강도와의 비를 구할 수 있다. 똑같은 것은 제4의 발명장치에 대하여도 말할 수 있다.Compare this to the ideal simultaneous measurement: T 11 1, 1 T 21 , 1 T 22 , 1 T 32 , 1 T 33 . … It becomes Thus, the transmittance becomes a relationship of repeating "small" and "large" compared to the ideal measurement. By calculating the moving average of the ratio between the sample transmission light intensity and the reference transmission light intensity which are adjacent to each other in this relationship in time, it can be close to the ideal value when the sample transmission light intensity and the reference transmission light intensity are simultaneously measured. As a result, it is possible to suppress the influence of the sensitivity change of the photodetector and to accurately obtain the ratio between the sample transmitted light intensity and the reference transmitted light intensity. The same can be said for the fourth invention device.
여기서, 가령 상기와는 다른 수법으로 투과율을 구하여 본다. 즉, 제1번째의 시료투과광강도(Is1)와 참조투과광강도(IR1)와의 비(투과율 T11= Is1/ IR1)와, 제2번째의 시료투과광강도(Is2)와 참조투과광강도(IR2)와의 비(투과율 T22= Is2/ IR2)와, 그 이후의 투과율의 대소관계를 구하면, T11T22T33로 된다.For example, the transmittance | permeability is calculated | required by the method different from the above. In other words, the first of the sample transmitted light intensity (I s1) and the reference transmitted light intensity (I R1) with the ratio (transmittance T 11 = I s1 / I R1 ) and the second of the sample transmitted light intensity (I s2) with the reference transmitted light If the magnitude relationship between the ratio (transmittance T 22 = I s2 / I R2 ) and the transmittance thereafter with the intensity I R2 is obtained, it is T 11 T 22 T 33 .
이것을 이상적인 동시측정과 비교하면, T111, T221, T331 로 된다. 이와같이 투과율은 이상적인 측정에 비하여 『소』, 『소』를 반복하는 관계로 되어, 이것들에 대하여 이동평균을 산출하여도 이상적인 값으로 가깝게 할 수 없는 것을 알 수 있다.Comparing this with the ideal simultaneous measurement, it becomes T 11 1, T 22 1, T 33 1. As described above, the transmittance is in a relationship of repeating "small" and "small" as compared with the ideal measurement, and it can be seen that even when a moving average is calculated for these, it cannot be close to the ideal value.
본 발명을 설명하기 위해 현재 바람직하다고 생각되는 몇개의 형태가 도시되어 있지만, 본 발명은 도시된 구성 및 방법에 한정되는 것은 아님을 이해해야 된다.While several forms are presently considered to be illustrative of the invention, it should be understood that the invention is not limited to the illustrated configuration and method.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
A. 제1실시예장치(제1의 발명방법을 이용한 기판처리장치의 실시예)A. First Embodiment Apparatus (Example of substrate processing apparatus using the first invention method)
제1도는 본 발명방법을 이용한 제1실시예에 관한 기판처리장치의 개략구성을 나타내는 개략도이다.1 is a schematic view showing a schematic configuration of a substrate processing apparatus according to a first embodiment using the method of the present invention.
도면중 부호 1은 오버플로우식의 처리조이다. 이 처리조(1)는 반도체웨이퍼를 복수매 수납한 도시하지 않은 웨이퍼캐리어가 침지되는 처리조본체(1a)와, 그 주위에 배열 설치하여 처리조본체(1a)에서 넘친 처리액을 체류하기 위한 오버플로우부(1b)로 구성되어 있다. 오버플로우부(1b)에는 순수공급배관(3)에 의하여 순수가 소정압력으로 공급되며, 그 공급량은 유량조절밸브(V1)에 의하여 조절되도록 되어 있다. 또 약액탱크(5)에서 약액의 유량을 조절하기 위한 유량조절밸브(V2)와 약액공급배관(7)을 통하여 오버플로우부(1b)에 약액이 공급되도록 되어 있다. 따라서, 오버플로우부(1b)에 있어서 약액과 순수가 혼합되어 처리액이 형성된다. 또, 순수공급배관(3)는 본 발명에서의 용매공급수단에 상당하며, 약액탱크(5) 및 약액공급배관(7)은 약액공급수단에 상당한다.In the drawing, reference numeral 1 denotes an overflow treatment tank. The treatment tank 1 is a treatment tank main body 1a in which a wafer carrier (not shown) in which a plurality of semiconductor wafers are stored is immersed, and arranged to surround the treatment tank body 1 so as to retain the processing liquid overflowed from the processing tank body 1a. It consists of the overflow part 1b. Pure water is supplied to the overflow portion 1b by a pure water supply pipe 3 at a predetermined pressure, and the supply amount thereof is regulated by the flow regulating valve V 1 . In addition, the chemical liquid is supplied to the overflow portion 1b through the flow rate control valve V 2 and the chemical liquid supply pipe 7 for controlling the flow rate of the chemical liquid in the chemical liquid tank 5. Therefore, the chemical liquid and the pure water are mixed in the overflow portion 1b to form a treatment liquid. Further, the pure water supply pipe 3 corresponds to the solvent supply means in the present invention, and the chemical liquid tank 5 and the chemical liquid supply pipe 7 correspond to the chemical liquid supply means.
또, 오버플로우부(1b)에는 체류하고 있는 처리액을 순환시키기 위하여 처리액공급배관(9)의 한단측이 배열 설치되어 있으며, 이것에는 처리액을 순환시키기 위한 펌퍼(11)와, 순환하고 있는 처리액을 소정온도로 가열하기 위힌 히터(13)와, 처리액의 온도를 측정하기 위한 온도센서(15)와, 순환하고 있는 처리액중의 파티클 등을 제거하기 위한 필터(17)와, 소정광로길이(d)를 가진 시료플로우셀(19)이 배열 설치되어 있으며, 그 외타단측이 처리조본체(1a)의 저부에 접속되어 있다.In addition, one end side of the processing liquid supply pipe 9 is arranged in the overflow portion 1b to circulate the processing liquid, which is circulated with a pump 11 for circulating the processing liquid. A heater 13 for heating the present processing liquid to a predetermined temperature, a temperature sensor 15 for measuring the temperature of the processing liquid, a filter 17 for removing particles, etc. in the circulating processing liquid, Sample flow cells 19 having a predetermined optical path length d are arranged, and the other end side thereof is connected to the bottom of the processing tank body 1a.
할로겐램프등의 광원(21)에서의 빛은 광분기부(22)에 의하여 2방향으로 분기하며, 시료플로우셀(19)에 그 한쪽이 조사된다. 또, 다른쪽은 순수를 충진한 광로길이(d)를 가진 참조셀(23)에 조사한다. 또 참조셀(23)에 충진된 순수는 제1도에 있어서 2점 쇄선으로 나타내는 것과 같이 일정온도, 예를들면 실온에서 유지되어 있는 한 필요한때에 유동할 수 있는 것 같은 구성으로 하여도 된다. 시료플로우셀(19) 및 참조셀(23)을 투과한 빛은 광로절환부(24)에 의하여 어느한쪽의 빛이 광검출기(25)에 선택적으로 조사하도록 되어 있다. 또 광원(21)과, 광분기부(22)와, 광로절환부(24)와, 광검출기(25)는 본 발명에서의 투과광강도검출수단에 상당한다. 또 시료플로우셀(19) 및 참조셀(23)의 각각에 동일광도의 광원을 배열 설치하여, 또 동일 감도를 가지는 광검출기를 배열 설치하도록 하여도 된다. 이와같이 구성한 경우에는 광분기부(22)와 광로절환부(24)는 필요없게 된다.Light from a light source 21 such as a halogen lamp is diverged in two directions by the light splitting section 22, and one of the sample flow cells 19 is irradiated. The other side is irradiated to the reference cell 23 having the optical path length d filled with pure water. Further, the pure water filled in the reference cell 23 may be configured to flow when necessary as long as it is maintained at a constant temperature, for example, room temperature, as indicated by the dashed-dotted line in FIG. The light transmitted through the sample flow cell 19 and the reference cell 23 is selectively irradiated to the photodetector 25 by either light by the optical path switching unit 24. In addition, the light source 21, the optical branching section 22, the optical path switching section 24, and the photodetector 25 correspond to the transmission light intensity detecting means in the present invention. Further, light sources of the same intensity may be arranged in each of the sample flow cell 19 and the reference cell 23, and photodetectors having the same sensitivity may be arranged. In such a configuration, the optical branch 22 and the optical path switching section 24 are not necessary.
광검출기(25)에 의하여 검출된 투과광강도에 관련하는 신호는 농도제어부(30)에 주어진다. 이 농도제어부(3)를 기능적으로 대별하면 투과광강도측정부(31), 온도조절부(32) 검량선데이터측정부(33), 검량선데이터저장부(34), 보정계수산출부(35), 투과율산출부(36), 피드백제어부(37), 공급량제어부(38), 광로절환제어부(39)로 나누어진다. 또 투과광강도측정부(31)는 본발명에서의 투과광강도측정수단에 상당하며, 온도조절부(32)와 히터(13) 및 온도센서(15)는 온도조절수단에, 검량선데이터측정부(33)는 검량선 데이터측정수단에, 검량선데이터저장부(34)는 검량선데이터저장수단에, 보정계수산출부(35)는 보정계수산출수단에, 투과율산출부(36)는 투과율산출수단에, 피드백제어부(37)는 피드백제어수단에 각각 상당한다. 또, 공급량제어부(38)와 유량조정밸브(V1, V2)는 본 발명에서의 공급량 제어수단에 상당한다.A signal related to the transmitted light intensity detected by the photodetector 25 is given to the density controller 30. Functionally classifying the concentration control section 3, the transmitted light intensity measuring section 31, the temperature control section 32, the calibration curve data measuring section 33, the calibration curve data storage section 34, the correction coefficient calculation section 35, the transmittance It is divided into a calculation unit 36, a feedback control unit 37, a supply amount control unit 38, and an optical path switching control unit 39. The transmitted light intensity measuring unit 31 corresponds to the transmitted light intensity measuring unit according to the present invention, and the temperature adjusting unit 32, the heater 13, and the temperature sensor 15 use the temperature adjusting unit, and the calibration curve data measuring unit 33 ) Is the calibration curve data measuring means, the calibration curve data storage section 34 is the calibration curve data storage means, the correction coefficient calculation unit 35 is the correction coefficient calculation means, the transmittance calculation unit 36 is the transmittance calculation means, the feedback control unit Reference numeral 37 corresponds to a feedback control means, respectively. The supply amount control unit 38 and the flow control valve (V 1, V 2) corresponds to the feed rate control means in the present invention.
투과광강도측정부(31)는 광로절환제어부(39)를 통해서 광로절환부(24)를 시료플로우셀(19)쪽으로 절환하여 도시하지 않은 기준처리액조제장치에 의하여 미리 소정농도로 조제한 『기준처리액』을 처리액공급배관(9)에 유통시켜 또 온도조절부(32)와 히터(13) 및 온도센서(15)에 의하여 소정온도로 조제한 상태에서 시료플로우셀(19)을 통해서 투과광강도(기준투과광강도 IR)를 측정한다. 또 거의 동시에 광로절환 제어부(39)를 통하여 광로절환부(24)를 참조셀(23)쪽으로 절환하여, 투과광강도(참조투과광강도 Iv)를 측정한다. 이들의 측정한 각 투과광강도는 보정계수 산출부(35)나 투과율산출부(36)로 보내어진다.The transmitted light intensity measuring unit 31 switches the optical path switching unit 24 to the sample flow cell 19 through the optical path switching control unit 39, and prepares the " standard processing " Liquid through the sample flow cell 19 while being circulated to the processing liquid supply pipe 9 and prepared at a predetermined temperature by the temperature controller 32, the heater 13, and the temperature sensor 15. Measure the standard transmitted light intensity I R ). At the same time, the optical path switching unit 24 is switched to the reference cell 23 through the optical path switching control unit 39 to measure the transmitted light intensity (reference transmitted light intensity I v ). Each of the measured transmitted light intensities is sent to the correction coefficient calculation unit 35 or the transmittance calculation unit 36.
또 상기 기준처리액과 같은 온도로 조정하며, 또 상기 기준처리액과 같은 농도를 목표치로 하는 처리액을 시료플로우셀(19)에 유통시킨 상태에서 투과광강도측정부(31)는 광로 절환제어부(39)를 통해서 광로절환부(24)를 시료플로우셀(19)쪽으로 절환하여, 투과광강도(시료투과광강도 Is)를 측정한다. 또 거의 동시에 투과광강도측정부(31)는 광로절환제어부(39)를 통하여 광로절환부(24)를 참조셀(23)쪽으로 절환하여 투과광강도(참조투과광강도(Iv))를 측정한다. 이들의 측정한 각투과광강도는 투과율산출부(36)에 보내어진다.Further, the transmission light intensity measuring unit 31 is adjusted to the same temperature as that of the reference treatment liquid, and has passed through the sample flow cell 19 a treatment liquid having the same concentration as that of the reference treatment liquid. Through 39), the optical path switching unit 24 is switched to the sample flow cell 19 to measure the transmitted light intensity (sample transmitted light intensity Is). At the same time, the transmitted light intensity measuring unit 31 switches the light path switching unit 24 toward the reference cell 23 through the optical path switching control unit 39 to measure the transmitted light intensity (reference transmitted light intensity I v ). These measured transmission angles of light are sent to the transmittance calculation unit 36.
검량선데이터측정부(33)는 처리액에 포함되는 용매만(이 실시예에서는 순수)을 시료플로우셀(19)에 유통시켜 온도조절부(32)에 순수의 온도를 바꾸면서 각온도에서의 투과광강도를 투과광강도측정부(31)에서 얻는다. 그리고, 이 용매의 온도와 투과광강도와의 관계를 나타내는 검량선데이터를 검량선데이터저장부(34)에 저장한다.The calibration curve data measuring unit 33 distributes only the solvent (pure water in this embodiment) included in the processing liquid to the sample flow cell 19 to change the temperature of the pure water to the temperature control unit 32 while transmitting light intensity at each temperature. Is obtained from the transmitted light intensity measuring unit 31. The calibration curve data indicating the relationship between the temperature of the solvent and the transmitted light intensity is stored in the calibration curve data storage 34.
보정계수산출부(35)는 기준처리액 또는 웨이퍼의 처리에 사용되는 처리액의 온도와 검량선데이터저장부(34)에 저장되어 있는 검량선데이터에서 처리액에 포함되는 용매를 기준처리액 또는 처리액과 같은 온도로 했을때의 경우의 참조투과광강도에 상당하는 예측투과광강도(IF)를 구하여 참조투과광강도(Iv)와 예측투과광강도(IF)와의 비에서 보정계수(K)을 산출한다.The correction coefficient calculating unit 35 selects the reference processing liquid or the processing liquid from the temperature of the processing liquid used for processing the reference processing liquid or the wafer and the solvent included in the processing liquid from the calibration curve data stored in the calibration curve data storage 34. and calculates a predicted transmission light intensity (I F) correction coefficient (K) from the ratio of the reference transmitted light intensity (I v) and the predicted transmission light intensity (I F), obtain the corresponding to the reference transmitted light intensity in the case when the temperature of .
투과율산출부(36)는 기준투과광강도(IR)과 참조투과광강도(Iv) 및 보정계수산출부(35)가 산출한 보정계수(K)에서 기준처리액의 투과율(기준투과율 TR)을 산출함과 동시에, 시료투과광강도(Is)와 참조투과광강도(Iv) 및 보정계수(K)에서 처리액의 투과율(시료투과율 Ts)을 산출하는 기능을 가진다.The transmittance calculation unit 36 transmits the reference treatment liquid (reference transmittance T R ) at the reference transmittance intensity I R , the reference transmittance intensity I v , and the correction coefficient K calculated by the correction coefficient calculation unit 35. At the same time, it has a function of calculating the transmittance (sample transmittance T s ) of the processing liquid from the sample transmitted light intensity (I s ), the reference transmit light intensity (I v ), and the correction coefficient (K).
피드백 제어부(37)는 투과율산출부(36)에서 기준투과율(TR)과 시료투과율(Ts)이 입력되며, 이들의 차분에 따른 제어신호를 공급량 제어부(38)에 보낸다. 이것을 받은 공급량제어부(38)는 순수공급배관(3)의 유량조정밸브(V1) 또는 약액공급배관(7)의 유량조정밸브(V2)를 적절히 조정하여 웨이퍼의 처리에 사용되는 처리액의 농도를 조정하는 기능을 가진다.The feedback control unit 37 receives the reference transmittance T R and the sample transmittance Ts from the transmittance calculation unit 36, and transmits a control signal according to the difference to the supply amount control unit 38. Receiving this, the supply amount control unit 38 properly adjusts the flow rate adjusting valve V 1 of the pure water supply pipe 3 or the flow rate adjusting valve V 2 of the chemical liquid supply pipe 7 to adjust the flow rate of the processing liquid used for the processing of the wafer. Has the function to adjust the concentration.
다음에, 제2도의 플로우차트를 참조하여 미리 행하는 기준설정처리에 대하여 설명한다.Next, reference setting processing performed in advance will be described with reference to the flowchart in FIG.
또, 이처리는 본 발명에서의 기준설정과정에 상당한다.This process corresponds to the standard setting process in the present invention.
스텝(P1)에서는 순수공급배관(3)에서 순수만을 처리조(1)의 처리조본체(1a) 및 오버플로우부(1b)에 체류하는 정도까지 공급함과 동시에, 펌프(11)에 의하여 순환시킨다. 다음에 검량데이터측정부(33)가 온도조절부(32)를 제어하여 소정의 온도범위에 대하여 온도를 바꾸어 각 온도에서의 순수(용매)의 투과광강도를 투과광강도측정부(31)에서 얻는다(스텝 P2). 스텝(P3)에서는 스텝(P2)에서 측정한 순수의 온도와 투과광강도와의 관계를 나타내는 검량선데이터를 검량선데이터저장부(34)에 저장한다. 이 저장된 검량선데이터의 일예를 제3도에 도시한다. 제3도의 예에서는 후술하는 바와 같이 시료플로우셀(19)를 투과한 빛을 자외선광(파장 290㎚)과 적외선광(파장 2210㎚)로 나누어 구한 각각의 검량선데이터를 나타내고 있다.In step P1, only the pure water is supplied to the processing tank body 1a and the overflow part 1b of the processing tank 1 in the pure water supply pipe 3, and circulated by the pump 11 at the same time. . Next, the calibration data measuring unit 33 controls the temperature adjusting unit 32 to change the temperature for a predetermined temperature range to obtain the transmission light intensity of pure water (solvent) at each temperature from the transmission light intensity measuring unit 31 ( Step P2). In step P3, the calibration curve data indicating the relationship between the temperature of pure water and the transmitted light intensity measured in step P2 is stored in the calibration curve data storage 34. An example of this stored calibration curve data is shown in FIG. In the example of FIG. 3, as described later, calibration curve data obtained by dividing light transmitted through the sample flow cell 19 into ultraviolet light (wavelength 290 nm) and infrared light (wavelength 2210 nm) is shown.
도면에 있어서 횡축은 순수의 온도, 종축은 자외선광, 적외선광 각각의 투과광강도(상대투과광강도)를 나타낸다. 도면에서 명확한 바와 같이 자외선광, 적외선광의 어느것이나 온도와 같이 그 투과광강도가 증가하는 오른쪽이 올라가는 그래프로 되어 있다.In the drawings, the horizontal axis represents pure water temperature, and the vertical axis represents transmitted light intensity (relative transmitted light intensity) of each of ultraviolet light and infrared light. As is clear from the figure, it is a graph in which the right side of which the transmitted light intensity increases, such as temperature of ultraviolet light and infrared light, increases.
스텝(P4)에서는 도시하지 않은 기준처리액 조정장치에 의하여 처리액을 소정농도(c)로 조제한다. 이 처리액을 기준처리액으로 한다. 이 기준처리액은 스텝(P1)에서 공급한 순수를 배출한 후, 처리조(1)의 처리조본체(1a) 및 오버플로우부(1b)에 체류하는 정도까지 공급함과 동시에 펌프(11)에 의하여 순환된다. 또 온도조절부(32)와 히터(13) 및 온도센서(15)에 의하여 소정온도(te)가 되도록 가열한다. 이 상태에서 투과광강도측정부(31)가 광로절환제어부(39)를 통하여 광로절환부(24)를 시료플로우셀(19)쪽으로 절환하여 투과광강도를 측정하여, 이 측정결과를 기준투과광강도(IR)로서 투과율산출부(36)로 보낸다. 온도조절부(32)가 온도센서(15)의 출력에서 기준처리액의 온도를 측정하여, 이 측정온도(tm)(거의 소정온도 te와 같다)를 보정계수산출부(35)에 보낸다(스텝(P5)). 스텝 (P6)에서는 투과광강도 측정부(31)가 광로절환부(24)를 참조셀(23)쪽으로 절환한후, 투과광강도를 측정하여 참조투과광강도(Iv)로서 투과율산출부(36)에 보낸다.In step P4, the processing liquid is prepared at a predetermined concentration (c) by a reference processing liquid adjusting device (not shown). This treatment liquid is referred to as the reference treatment liquid. After discharging the pure water supplied in step P1, this reference treatment liquid is supplied to the pump 11 while supplying it to the extent to which it stays in the treatment tank main body 1a and the overflow part 1b of the treatment tank 1, Is circulated. In addition, it is heated by the temperature control part 32, the heater 13, and the temperature sensor 15 so that it may become predetermined temperature (t e ). In this state, the transmitted light intensity measuring unit 31 switches the optical path switching unit 24 toward the sample flow cell 19 through the optical path switching control unit 39 to measure the transmitted light intensity, and the measurement result is referred to as the reference transmitted light intensity (I). R ) is sent to the transmittance calculation unit 36. The temperature control part 32 measures the temperature of the reference processing liquid at the output of the temperature sensor 15, and sends this measurement temperature t m (almost equal to the predetermined temperature t e ) to the correction coefficient calculation part 35. (Step P5). In step P6, the transmitted light intensity measuring unit 31 switches the optical path switching unit 24 toward the reference cell 23, and then measures the transmitted light intensity and transmits it to the transmittance calculation unit 36 as the reference transmitted light intensity I v . send.
스텝(P7)에서는 보정계수산출부(35)에 의해 보정계수(K)가 구하여진다. 보정계수산출부(35)는 먼저, 검량선데이터저장부(34)에 기준처리액의 측정온도(tm)를 입력한다. 검량선데이터저장부(34)는 저장되어 있는 검량선데이터에서 측정온도(tm)에 대응하는 순수의 투과광강도를 구하여 보정계수산출부(35)에 되돌아간다. 이 투과광강도는 참조셀(23)에 충진되어 있는 순수의 온도를 기준처리액의 측정온도(tm)로 한 경우의 투과광강도에 상당하며, 이것을 예측투과광강도(IF)로 한다. 그리고, 스텝(P6)에서 측정한 참조투과광강도(Iv)와 예측투과광강도(IF)와의 비에서 보정계수반출부(35)는 보정계수 K(=Iv/ IF)를 산출한다.In step P7, the correction coefficient K is obtained by the correction coefficient calculating unit 35. The correction coefficient calculation unit 35 first inputs the measurement temperature t m of the reference processing liquid to the calibration curve data storage unit 34. The calibration curve data storage section 34 calculates the transmitted light intensity of pure water corresponding to the measurement temperature t m from the stored calibration curve data and returns to the correction coefficient calculation section 35. This transmitted light intensity corresponds to the transmitted light intensity when the temperature of the pure water filled in the reference cell 23 is the measurement temperature t m of the reference treatment liquid, which is referred to as the predicted transmitted light intensity I F. The correction coefficient export unit 35 calculates the correction coefficient K (= I v / I F ) at the ratio between the reference transmission light intensity I v and the predicted transmission light intensity I F measured at step P6.
스텝(P8)에서는 스텝(P5)에서 측정한 기준투과광강도(IR)와 스텝(P6)에서 측정한 참조투과광강도(Iv) 및 스텝(P7)에 산출한 보정계수(K)에서 투과율산출부(36)가 기준처리액의 투과율을 산출한다. 이 투과율은 기준처리액의 측정온도(tm)(거의 소정온도 te와 같다)에서의 투과율이며, 이것을 기준투과율(TR)(=K·IR/Iv)로 한다. 이 산출된 기준투과율(TR)은 투과율산출부(36)에 유지되어 있다.In step P8, the transmittance is calculated from the reference transmission light intensity I R measured in step P5, the reference transmission light intensity I v measured in step P6, and the correction coefficient K calculated in step P7. The unit 36 calculates the transmittance of the reference treatment liquid. This transmittance is the transmittance at the measurement temperature t m (nearly equal to the predetermined temperature t e ) of the reference treatment liquid, and this is referred to as the reference transmittance T R (= K · I R / I v ). The calculated reference transmittance T R is maintained in the transmittance calculation unit 36.
이와같이 참조투과광강도(Iv)를 기준처리액의 측정온도(tm)로 보정하여 기준투과율(TR)을 구하고 있으므로 기준처리액의 온도를 참조셀에 충진한 순수의 온도까지 냉각하는 일 없이 그대로의 상태에서 정확하게 기준투과율(TR)을 구할 수 있다.In this way, the reference transmittance (I v ) is corrected by the measurement temperature (t m ) of the reference treatment solution to obtain the reference transmittance (T R ), so that the temperature of the reference treatment solution is not cooled to the temperature of pure water filled in the reference cell. In this state, the reference transmittance (T R ) can be accurately obtained.
다음 제4도를 참조하여 피드백 제어처리에 대하여 설명한다.Next, the feedback control process will be described with reference to FIG.
또 이 피드백 제어처리는 본 발명에서의 피드백 제어과정에 상당한다.This feedback control process corresponds to the feedback control process in the present invention.
스텝(S1)에서는 공급량제어부(38)가 순수의 유량조정밸브(V1)와 약액의 유량조정밸브(V2)를 제어하여 거의 소정의 온도(c)가 되는 비율로 약액과 순수를 처리조(1)에 공급한다.In step S1, the supply amount control unit 38 controls the flow rate regulating valve V 1 of pure water and the flow rate regulating valve V 2 of chemical liquid to treat the chemical liquid and the pure water at a ratio which becomes almost a predetermined temperature (c). It supplies to (1).
그리고 오버플로우부(1b)까지 처리액이 저류한 후, 펌프(11)에 의하여 처리액을 처리액공급배관(9)으로 순환시키면서 온도조절부(32)가 소정온도(te)가 되도록 온도조정한다.Then, after the treatment liquid is stored up to the overflow portion 1b, the temperature is adjusted so that the temperature controller 32 becomes the predetermined temperature t e while circulating the treatment liquid by the pump 11 to the treatment liquid supply pipe 9. Adjust
스텝(S2)에서는 투과광강도측정부(31)에 의해 광로절환부(24)를 시료플로우셀(19)쪽으로 절환하여 시료플로우셀(19)의 투과광강도를 투과광강도측정부(31)가 측정하며, 이 투과광강도를 시료투과광강도(Is)로서 투과율산출부(36)에 출력함과 동시에, 온도조절부(32)가 처리액의 온도를 측정하여 측정온도(tm')(거의 소정온도 te와 같다)를 보정계수산출부(35)로 보낸다.In step S2, the transmitted light intensity measuring unit 31 switches the light path switching unit 24 toward the sample flow cell 19 by the transmitted light intensity measuring unit 31, and the transmitted light intensity measuring unit 31 measures the transmitted light intensity of the sample flow cell 19. , also outputs a transmission light intensity in the calculation unit 36 the transmittance as a sample transmission light intensity (I s) and at the same time, temperature control unit measures the temperature by 32 to measure the temperature of the treatment liquid (t m ') (approximately a predetermined temperature t equal to t e ) is sent to the correction coefficient calculation unit 35.
다음 투과광강도측정부(31)는 광로절환부(24)를 참조셀(23)쪽으로 절환하여 참조투과광강도(Iv)를 측정하여 보정계수산출부(35)로 보낸다(스텝 S3).Next, the transmitted light intensity measuring unit 31 switches the optical path switching unit 24 toward the reference cell 23, measures the reference transmitted light intensity I v , and sends it to the correction coefficient calculating unit 35 (step S3).
스텝(S4)에서는 보정계수산출부(35)에 의해 보정계수(K)를 구한다. 보정계수 산출부(35)는 검량선데이터저장부(34)에 (스텝 S2)에서 측정한 거의 소정온도 te와 같다) 처리액의 측정온도(tm')를 입력하여 검량선데이터저장부(34)는 검량선데이터에서 측정온도(tm')에 대응하는 투과광강도를 구하여 보정계수산출부(35)로 되돌아간다. 이 투과광강도는 참조셀(23)에 충진되어 있는 순수의 온도를 기준처리액의 측정온도(tm')로 한 경우의 투과광강도에 상당하며, 이것을 예측투과광강도(IF)로 한다. 그리고 스텝(S3)에서 측정한 참조투과광강도(Iv)와 예측투과광강도(IF)와의 비에서 보정계수 K(=Iv/IF)를 산출한다.In step S4, the correction coefficient K is calculated by the correction coefficient calculating unit 35. The correction coefficient calculator 35 inputs the calibration temperature data storage 34 to the calibration curve data storage 34 by inputting the measured temperature t m ′ of the processing liquid (almost equal to the predetermined temperature t e measured at step S2). ) Calculates the transmitted light intensity corresponding to the measurement temperature t m ′ from the calibration curve data and returns to the correction coefficient calculation unit 35. This transmitted light intensity corresponds to the transmitted light intensity when the temperature of the pure water filled in the reference cell 23 is the measurement temperature t m 'of the reference treatment liquid, and is referred to as the predicted transmitted light intensity I F. The correction coefficient K (= I v / I F ) is calculated from the ratio between the reference transmitted light intensity I v and the predicted transmitted light intensity I F measured in step S3.
그리고 스텝(S5)에서는 시료투과광강도(Is)와 참조투과광강도(Iv) 및 보정계수(K)에서 시료투과율(Ts)(=K·Is/Iv)을 산출한다.In step S5, the sample transmittance T s (= K · I s / I v ) is calculated from the sample transmit light intensity I s , the reference transmit light intensity I v , and the correction coefficient K.
이와같이 참조투과광강도(Iv)를 처리액의 온도(tm')로 보정하여 시료투과율(Ts)을 구하고 있으므로, 웨이퍼의 처리에 사용되는 처리액의 온도를 참조셀에 충진된 순수의 온도까지 냉각하는 일 없이 정확히 시료투과율(Ts)을 구할 수 있다.In this way, the sample transmittance (T s ) is obtained by correcting the reference transmission light intensity (I v ) with the temperature of the processing liquid (t m '). Thus, the temperature of the pure water filled in the reference cell is used for processing the wafer. The sample transmittance (T s ) can be accurately obtained without cooling to.
스텝(S6)에서는 기준투과율(TR)과 시료투과율(Ts)를 비교하여 같은 경우(웨이퍼의 처리에 실제로 사용되는 처리액의 농도가 기준처리액과 같다)에는 스텝(S2)에 되돌아간다. 그 한편 같지 않은 경우(농도가 기준처리액과 다른)에는 스텝(S7)의 처리를 행한다. 스텝(S7)에서는 기준투과율(TR)과 시료투과율(Ts)과의 차분에 따라 약액 또는 순수의 어느 한쪽을 처리액으로 보충한다. 구체적으로는 투과율산출부(36)에서 상기 양투과율(TR, Ts)이 피드백제어부(37)에 입력되어 이 차분에 따라 공급량제어부(38)에 제어신호를 출력한다. 공급량제어부(38)는 제어신호에 따른 양만 유량조정밸브(V1) 또는 유량조정밸브(V2)를 조정한다. 그리고 스텝(S2)으로 되돌아가 이 처리를 반복한다.In step S6, the reference transmittance T R and the sample transmittance T s are compared and returned to step S2 in the same case (the concentration of the processing liquid actually used for the processing of the wafer is the same as the reference processing liquid). . On the other hand, if it is not the same (the concentration is different from the reference treatment liquid), the process of step S7 is performed. In step S7, either the chemical liquid or the pure water is replenished with the treatment liquid depending on the difference between the reference transmittance T R and the sample transmittance T s . Specifically, in the transmittance calculation unit 36, the above-mentioned transmittances T R and T s are input to the feedback control unit 37 to output a control signal to the supply amount control unit 38 according to this difference. The supply amount control unit 38 adjusts only the flow rate adjusting valve V 1 or the flow rate adjusting valve V 2 in accordance with the control signal. The process then returns to step S2 to repeat this process.
이들의 스텝(S2∼S7)의 반복에 의해 기판처리액의 농도에 관련하는 기준투과율(TR)과 웨이퍼의 처리에 실제로 사용되는 처리액의 농도에 관한 시료투과율(Ts)과의 차분에 따라 웨이퍼의 처리에 실제로 사용되는 처리액의 농도가 소정치가 되도록 제어한다. 즉, 농도를 산출하는 일 없이 이것에 관련하는 투과율의 차분에 의거하여 농도제어를 행하므로 연산처리의 부하가 경감된다. 또, 온도의존성에 의한 영향을 제거하고 있으므로, 웨이퍼의 처리에 실제로 사용되는 처리액의 농도를 정확하게, 또 응답성좋게 기준처리액의 농도와 일치시킬 수 있다.By repeating these steps (S2 to S7), the difference between the reference transmittance (T R ) related to the concentration of the substrate processing liquid and the sample transmittance (T s ) regarding the concentration of the processing liquid actually used for processing the wafer is obtained. Therefore, the control is performed so that the concentration of the processing liquid actually used for the processing of the wafer becomes a predetermined value. In other words, the density control is performed based on the difference in transmittance associated with this without calculating the concentration, thereby reducing the load on the calculation process. In addition, since the influence of temperature dependence is eliminated, the concentration of the processing liquid actually used for the processing of the wafer can be matched with the concentration of the reference processing liquid accurately and responsibly.
B. 제2실시예장치(제2의 발명방법을 이용한 기판처리장치의 실시예)B. Example 2 Device (Example of Substrate Processing Apparatus Using Second Invention Method)
제5도는 제2의 발명방법을 이용한 제2실시예에 관한 기판처리장치의 개략구성을 도시하는 블록도이다. 또 도면중 제1실시예와 같은 부호를 붙인 구성부는 제1실시예와 같은 것이므로 상세한 설명에 대해서는 생략한다.5 is a block diagram showing a schematic configuration of a substrate processing apparatus according to a second embodiment using the second invention method. In the drawings, the same reference numerals as those in the first embodiment are the same as those in the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
제1실시예와 같이 할로겐램프등의 광원(21)에서의 빛은 광분기부(22)에 의하여 2방향으로 분기하며, 시료플로우셀(19)에 그 한쪽이 조사된다. 제1실시예에서는 다른쪽의 빛이 참조셀(23)에 조사하였으나 본 실시예에서는 필터(F)에 조사되도록 구성되어 있다. 이 필터(F)는 광원(21)에서의 입사광을 저감하기 위한 것이며, 소정의 감광율을 가지는 것으로 구성되어 있다. 감광율은 시료플로우셀(19)을 투과한 빛의 강도에 가까운 레벨이 되도록한 값이 바람직하다. 또, 이 필터(F)는 후술하는 연산시에 오차를 작게하기 위하여 설치한 것이고, 오차의 영향이 작은 경우등에는 필터(F)를 설치하지 않고 직접적으로 광원(22)의 광강도를 광로절환부(24)로 도입하여도 된다. 또, 필터(F)를 투과한 빛의 강도나 필터(F)를 설치하지 않은 경우의 광원(21)의 빛의 강도는 광원(21)의 광도에 관련하므로 광원관련광강도에 상당한다.As in the first embodiment, light from a light source 21 such as a halogen lamp is diverged in two directions by the light splitting section 22, and one side of the sample flow cell 19 is irradiated. In the first embodiment, the other light is irradiated to the reference cell 23, but in this embodiment, the filter F is configured to be irradiated. This filter F is for reducing the incident light from the light source 21, and is comprised by having predetermined | prescribed photosensitivity. The value of the photosensitivity is preferably such that the level is close to the intensity of light transmitted through the sample flow cell 19. In addition, this filter F is provided in order to reduce an error at the time of a calculation mentioned later, and when the influence of an error is small, the optical intensity of the light source 22 is directly cut | disconnected without installing the filter F. You may introduce into the affected part 24. In addition, the intensity of the light transmitted through the filter F and the intensity of the light of the light source 21 when the filter F is not provided are related to the light intensity of the light source 21 and thus correspond to the light intensity associated with the light source.
시료플로우셀(19)을 투과한다든지 필터(F)를 투과한 빛은 광검출기(25)에 의해 그것들의 광강도에 따른 신호로 변환하여 농도제어부(30)에 주어진다.The light passing through the sample flow cell 19 or passing through the filter F is converted into signals according to their light intensities by the photodetector 25 and is given to the concentration controller 30.
도시하지 않은 기준처리액조제장치에 의하여 미리 소정 농도로 조제한 『기준처리액』을 처리액 공급배관(9)에 유통시켜 온도조절부(32)와 히터(13) 및 온도센서(15)에 의하여 소정온도로 조정한 상태에서 투과광 강도측정부(31)는 시료플로우셀(19)을 통해서 투과광강도(기준투과광강도 IR)를 측정한다. 이 측정과 같이 투과광강도측정부(31)는 광로절환제어부(39)를 통하여 광로절환부(24)를 필터(F)쪽으로 절환하여 광원관련광강도에 상당하는 저감광원광강도(Io')를 측정한다. 또 처리액 공급배관(9)에 유통되고 있는 기준처리액을 도시하지 않은 드레인을 통하여 배출하며, 유량조절밸브(V1)를 조절하여 순수를 처리액공급배관(9)에 유통시킨다. 이때, 온도조절부(32)와 히터(13) 및 온도센서(15)에 의하여 순수는 일정온도로 유지되어 있다. 그리고 이 상태에 있어서, 투과광강도측정부(31)는 시료플로우셀(19)을 통해서 투과광강도(참조투과광강도 Iv)를 측정함과 동시에, 광로절환제어부(39)를 통하여 광로절환부(24)를 필터(F)쪽으로 절환하여 저감광원광강도(Io')를 측정한다.The "reference treatment liquid" prepared in advance by a reference treatment liquid preparation device (not shown) is distributed to the treatment liquid supply pipe (9) by the temperature control part (32), the heater (13), and the temperature sensor (15). In the state of adjusting to a predetermined temperature, the transmitted light intensity measuring unit 31 measures the transmitted light intensity (standard transmitted light intensity I R ) through the sample flow cell 19. As shown in the measurement, the transmitted light intensity measuring unit 31 switches the light path switching unit 24 toward the filter F through the light path switching control unit 39 to reduce the light source intensity I o 'corresponding to the light source related light intensity. Measure Further, the reference treatment liquid circulated in the treatment liquid supply pipe 9 is discharged through a drain (not shown), and the pure water is circulated through the treatment liquid supply pipe 9 by adjusting the flow control valve V 1 . At this time, the pure water is maintained at a constant temperature by the temperature control unit 32, the heater 13 and the temperature sensor 15. In this state, the transmitted light intensity measuring unit 31 measures the transmitted light intensity (reference transmitted light intensity I v ) through the sample flow cell 19 and at the same time, the optical path switching unit 24 through the optical path switching control unit 39. ) Is switched to the filter (F) to measure the reduced light intensity (I o ').
또, 상기 기준처리액과 같은 온도로 조정하며 또 상기 기준처리액과 같은 농도를 목표치로 하는 처리액을 시료플로우셀(19)에 유통시킨 상태에서 투과광강도측정부(31)는 투과광강도(시료시투광강도 Is)를 측정함과 동시에, 광로절환부(24)를 필터(F)쪽으로 절환하여 저감광원광강도(Io')를 측정한다. 이와같이 하여 투과광강도측정부(31)에 의해 측정한 각 광강도는 각투과광강도/각저감광원광강도의 비로서 투과율산출부(36)에 주어진다. 또 여기서, 기준투과광강도(IR)와 저감광원강도(Io')와의 비를 기준투과광강도비(RR)(=IR/Io')로 하고, 참조투과광강도(Iv)와 저감광원강도(Io')와의 비를 참조투과광강도비(Rv)(=Iv/Io')로 하며, 시료투과광강도(Is)와 저감광원광강도(Io')와의 비를 시료투과광강도비(Rs)(=Is/Io')로 한다.In addition, the transmission light intensity measuring unit 31 transmits the transmitted light intensity (sample) while adjusting the same temperature as the reference processing liquid and circulating the processing liquid having the same concentration as the reference processing liquid in the sample flow cell 19. and at the same time it measures the light intensity I s-situ), by switching the optical path switching section (24) towards the filter (F) to measure the reduced source light intensity (I o '). In this way, each light intensity measured by the transmitted light intensity measuring unit 31 is given to the transmittance calculation unit 36 as a ratio of the angle transmitted light intensity / angle low light source light intensity. Here, the ratio between the reference transmission intensity (I R ) and the reduced light source intensity (I o ') is defined as the reference transmission intensity ratio (R R ) (= I R / I o '), and the reference transmission intensity (I v ) The ratio between the reduced light source intensity (I o ') is referred to as the reference transmission intensity ratio (R v ) (= I v / I o '), and the ratio between the sample transmitted light intensity (I s ) and the reduced light source intensity (I o '). Is the sample transmission light intensity ratio (R s ) (= I s / I o ').
검량선데이터부(33)는 순수만을 시료플로우셀(19)에 유통시켜 온도조절부(32)에서 순수의 온도를 바꾸면서 각 온도에서의 투과광강도를 투과광강도측정부(31)에서 얻음과 동시에, 광로절환부(24)를 필터(F)쪽으로 절환하여 저강광원광강도를 투과광강도측정부(31)에서 얻는다.The calibration curve data section 33 distributes only pure water to the sample flow cell 19 to obtain the transmitted light intensity at each temperature while changing the temperature of the pure water in the temperature control unit 32, and at the same time, the optical path The switching section 24 is switched to the filter F to obtain the low intensity light intensity in the transmitted light intensity measurement section 31.
검량선데이터저장부(34)는 이와같이 하여 측정한 온도와 투과광강도비(투과광강도/저감광원광강도)와의 관계를 나타내는 검량선데이터를 저장한다.The calibration curve data storage section 34 stores calibration curve data indicating a relationship between the temperature thus measured and the transmission light intensity ratio (transmission light intensity / low light source light intensity).
보정계수 산출부(35)는 기준처리액 또는 웨이퍼의 처리에 사용되는 처리액의 온도와 검량선데이터저장부(34)에 저장되어 있는 검량선데이터에서 시료플로우셀(19)에 유통되고 있는 순수를 기준처리액 또는 웨이퍼의 처리에 사용하는 처리액과 같은 온도로한 경우의 참조투과광강도(IF)와 저감광원광강도(Io')와의 비인 참조투과광강도비(IF/To')에 상당하는 예측투과광강도비(RF)를 구하여 참조투과광강도비(Rv)와 예측투과광강도(RF)와의 비에서 보정계수(K)를 산출한다.The correction coefficient calculation unit 35 is based on the pure water circulating in the sample flow cell 19 based on the temperature of the processing liquid used for the processing of the reference processing liquid or the wafer and the calibration curve data stored in the calibration curve data storage 34. Equivalent to the reference transmission light intensity ratio (I F / T o ') which is the ratio between the reference transmission light intensity (I F ) and the reduced light source light intensity (Io') at the same temperature as the processing liquid or the processing liquid used for processing the wafer. The predicted transmission intensity ratio (R F ) is obtained to calculate the correction coefficient (K) from the ratio between the reference transmission intensity ratio (R v ) and the predicted transmission intensity (R F ).
투과율산출부(36)는 기준투과광강도비(RR)와 참조투과광강도비(Rv) 및 보정계수(K)에서 기준처리액의 투과율(기준투과율 TR)을 산출하며, 또 시료투과광강도비(Rs)와 참조투과광강도비(Rv) 및 보정계수(K)에서 웨이퍼의 처리에 실제로 사용하는 처리액의 투과율(시료투과율 Ts)을 산출한다.The transmittance calculation unit 36 calculates the transmittance (reference transmittance T R ) of the reference treatment liquid from the reference transmittance intensity ratio R R , the reference transmittance intensity ratio R v , and the correction coefficient K, and transmits the sample transmittance intensity. The transmittance (sample transmittance T s ) of the processing liquid actually used for the processing of the wafer is calculated from the ratio (R s ), the reference transmittance intensity ratio (R v ), and the correction coefficient (K).
피드백 제어부(37)는 투과율산출부(36)에서 기준투과율(TR)과 시료투과율(Ts)을 입력하여 이들의 차분에 따른 제어신호를 공급량제어부(38)에 출력한다. 공급량제어부(38)는 순수공급배관(3)의 유량조절밸브(V1) 또는 약액공급배관(7)의 유량조정밸브(V2)를 적절히 조정하여 처리액의 농도를 조정한다.The feedback control unit 37 inputs the reference transmittance T R and the sample transmittance T s in the transmittance calculation unit 36, and outputs a control signal according to the difference to the supply amount control unit 38. The supply amount control unit 38 adjusts the concentration of the treatment liquid by appropriately adjusting the flow rate control valve V 1 of the pure water supply pipe 3 or the flow rate control valve V 2 of the chemical liquid supply pipe 7.
다음에 제6도의 플로우차트를 참조하여 미리 행하는(기준설정과정에 상당한다)기준 설정처리에 대하여 설명한다.Next, reference setting processing performed in advance (corresponding to the reference setting process) will be described with reference to the flowchart in FIG.
스텝(P1)에서는 순수공급배관(3)에서 순수만을 처리조(1)의 처리조본체(1a) 및 오버플로우부(1b)에 체류하는 정도까지 공급함과 동시에 펌프(11)에 의해 순환시킨다. 다음에, 검량선데이트측정부(33)가 온도조절부(32)를 제어하여 소정의 온도범위에 대하여 온도를 바꾸어 각 온도에서의 투과광강도를 투과광강도측정부(31)에서 얻음과 동시에, 광로절환부(24)를 필터(F)쪽으로 절환하여 각 온도에서의 저감광원광강도를 투과광강도측정부(31)에서 얻는다(스텝P2).In step P1, only the pure water is supplied to the pure water supply pipe 3 to the extent to which the pure water stays in the treatment tank main body 1a and the overflow part 1b of the treatment tank 1, and is circulated by the pump 11 at the same time. Next, the calibration curve date measuring unit 33 controls the temperature adjusting unit 32 to change the temperature for a predetermined temperature range, thereby obtaining the transmitted light intensity at each temperature from the transmitted light intensity measuring unit 31, The affected part 24 is switched to the filter F to obtain the reduced light source light intensity at each temperature in the transmitted light intensity measuring unit 31 (step P2).
스텝(P3)에서는 스텝(P2)에서 측정한 온도와 투과광강도비(투과광강도/저감광원광강도)와의 관계를 나타내는 검량선데이터를 검량선데이터저장부(34)에 저장한다. 이 저장된 검량선데이터의 일예를 제7도에 나타낸다. 제7도의 예에서는 제1실시예와 같이 시료플로우셀(19)을 투과한 빛을 자외선광과 적외선광으로 나누어 구한 각각의 검량선데이터를 나타내고 있다.In step P3, calibration curve data indicating the relationship between the temperature measured in step P2 and the transmission light intensity ratio (transmission light intensity / low light source light intensity) is stored in the calibration line data storage 34. An example of this stored calibration curve data is shown in FIG. 7 shows calibration curve data obtained by dividing light transmitted through the sample flow cell 19 into ultraviolet light and infrared light as in the first embodiment.
스텝(P4)은 제1실시예와 같이 기준처리액을 조제하여 소정온도(te)가 되도록 가열한다.Step P4 prepares a reference treatment liquid as in the first embodiment and heats it to a predetermined temperature t e .
이 상태에서 투과광강도측정부(31)는 투과광강도를 측정하여 기준투과광강도(IR)으로서 투과율산출부(36)에 출력함과 동시에, 광로절환부(24)를 필터(F)쪽으로 절환하여 저감광원광강도(Io')를 측정하여 투과율산출부(36)에 출력한다. 또 온도조절부(32)는 기준처리액의 온도를 측정하여 이 측정온도(tm)(거의 소정온도 te에 같음)를 보정계수산출부(35)에 출력한다(스텝P5).In this state, the transmitted light intensity measuring unit 31 measures the transmitted light intensity and outputs it to the transmittance calculation unit 36 as the reference transmitted light intensity I R , and simultaneously switches the light path switching unit 24 toward the filter F. The reduced light source light intensity I o 'is measured and output to the transmittance calculation unit 36. In addition, the temperature controller 32 measures the temperature of the reference processing liquid and outputs the measurement temperature t m (nearly equal to the predetermined temperature t e ) to the correction coefficient calculation unit 35 (step P5).
스텝(P6)에서는 처리액공급배관(9)에 유통되고 있는 기준처리액을 도시하지 않은 드레인을 통하여 배출하며, 온도조절부(32)를 통해서 일정온도로 조제한 순수를 처리액공급배관(9)에 유통시킨다. 즉, 시료플로우셀(19)에 일정온도로 유지한 순수를 유통시킨다.In step P6, the reference processing liquid circulated in the processing liquid supply pipe 9 is discharged through a drain (not shown), and the pure water prepared at a predetermined temperature through the temperature control unit 32 is treated. Distribution to. That is, pure water maintained at a constant temperature is passed through the sample flow cell 19.
스텝(P7)에서는 투과광강도측정부(31)가 광로절환부(24)를 시료플로우셀(19)쪽으로 절환한 경우와 필터(F)쪽으로 절환한 경우의 각투과광강도를 측정하여 각각 참조투과광강도(Iv), 저감광원광강도(Io')로서 투과율산출부(36)에 출력한다.In step P7, the transmitted light intensity measuring unit 31 measures the transmitted light intensity in the case of switching the optical path switching unit 24 toward the sample flow cell 19 and in the case of switching to the filter F side, respectively. (I v ) and outputted to the transmittance calculation unit 36 as reduced light source light intensity I o '.
스텝(P8)에서는 보정계수(K)를 구한다. 보정계수산출부(35)는 검량선데이터 저장부(34)에 (스텝 P5에서 측정한) 기준처리액의 측정온도(tm)를 주어 검량선데이터저장부(34)는 검량선데이터((투과광강도/저감광원광강도)-온도)에서 측정온도(tm)에 대응하는 투과광강도비(투과광강도/저감광원광강도)를 구하여 보정계수산출부(35)에 출력한다. 이 투과광강도비는 시료플로우셀(19)에 유통시킨 순수의 온도를 기준처리액의 측정온도(tm)로 한 경우에 얻어지는 투과광강도비에 상당하며, 이것을 예측투과광강도비(RF)(에측투과광강도 TF/저감광원광강도 Io')로 한다. 그리고 (스텝 P7에서 측정한) 참조투과광강도비(Rv)(Iv/Io')와 예측투과광강도비(RF)(IF/Io')와의 비에서 보정계수(K)(=Iv/IF)를 산출한다. 이 보정계수(K)는 상기 양비의 저감광원광강도(Io')가 상쇄되어 제1실시예와 같이 참조투과광강도(Iv)와 예측투과광강도(IF)의 비로 된다.In step P8, the correction coefficient K is obtained. The correction coefficient calculation unit 35 gives the calibration curve data storage 34 the measurement temperature t m of the reference processing liquid (measured in step P5), and the calibration curve data storage 34 provides the calibration curve data ((transmission intensity / The transmission light intensity ratio (transmission light intensity / low light source light intensity) corresponding to the measurement temperature t m at the reduced light source light intensity) -temperature) is obtained and output to the correction coefficient calculation unit 35. This transmission light intensity ratio corresponds to the transmission light intensity ratio obtained when the temperature of the pure water circulated in the sample flow cell 19 is the measurement temperature t m of the reference treatment liquid, and this is the estimated transmission light intensity ratio R F ( Transmitted light intensity T F / Low light intensity I o '). And the correction factor K (= I v ) at the ratio between the reference transmittance intensity ratio (Rv) (Iv / Io ') and the estimated transmittance intensity ratio (R F ) (I F / I o ') (measured in step P7). / I F ) This correction coefficient K cancels the reduced light source light intensity I o 'of the above ratio and becomes a ratio of the reference transmitted light intensity I v and the predicted transmitted light intensity I F as in the first embodiment.
스텝(P9)에서는 스텝(P5)에서 측정한 기준투과광강도비(RR)(IR/Io')와 스텝(P7)에서 측정한 참조투과광강도비(Rv)(Iv/Io') 및 스텝(P8)에서 산출한 보정계수(K)에서 투과율산출부(36)가 기준처리액의 투과율을 산출한다. 이 투과율은 기준처리액의 측정온도(tm)(거의 소정온도 te에 같다)에서의 투과율이며, 이것을 기준투과율(TR)(=K·RR/Rv)=K·(IR/Io')/(Iv/Io')=K·IR/Iv=로 한다. 이 기준투과율(TR)은 제1실시예와 같은 식이 되며, 마찬가지로 투과율산출부(36)에 유지되어 있다.In step P9, the reference transmission intensity ratio R R (I R / I o ') measured in step P5 and the reference transmission intensity ratio R v measured in step P7 (I v / I o) And the correction coefficient K calculated in step P8, the transmittance calculation unit 36 calculates the transmittance of the reference treatment liquid. This transmittance is the transmittance at the measurement temperature t m (nearly equal to the predetermined temperature t e ) of the reference treatment liquid, and this is the reference transmittance T R (= KR R / R v ) = K · (I R Let / I o ') / (I v / I o ') = K · I R / I v = This reference transmittance T R is the same as that of the first embodiment, and is similarly maintained in the transmittance calculation unit 36.
이와같이 하여 기준처리액의 온도와는 다른 참조투과광강도비(Rv)를 기준처리액의 측정온도(tm)로 보정하여 기준투과율(TR)을 구하고 있으므로, 기준처리액의 온도를 시료플로우셀에 유통시킨 순수의 온도까지 냉각하지 않은 그대로의 상태에서 정확히 기준투과율(TR)을 구할 수 있다. 또 본 실시예에 의하면 제1실시예와 같이 참조셀(23)을 사용하지 않고 기준투과율(TR)을 구할 수 있다. 또한, 각 투과광강도와 함께 광원의 광도에 관련하는 저감광원광강도를 측정해서, 이들 비에서 각 값을 산출하고 있으므로, 광원(21)의 광도에 변동이 있더라도 각 비는 거의 일정하므로 각 값에 변동이 없이 정확히 기준투과율(TR)을 구할 수 있다.In this way, since the reference transmittance intensity ratio (R v ) different from the temperature of the reference treatment solution is corrected by the measurement temperature (t m ) of the reference treatment solution, the reference transmittance (T R ) is obtained. The reference transmittance (T R ) can be accurately calculated in the state of not cooling to the temperature of the pure water circulated in the cell. According to the present embodiment, the reference transmittance T R can be obtained without using the reference cell 23 as in the first embodiment. In addition, since the reduced light source light intensity related to the light intensity of the light source is measured together with each transmitted light intensity, and each value is calculated from these ratios, even if there is a variation in the light intensity of the light source 21, the ratio is almost constant, so The reference transmittance (T R ) can be accurately calculated without any change.
다음 제8도를 참조하여(피드백 제어과정에 상당한다) 피드백 제어처리에 대하여 설명한다.Next, with reference to FIG. 8 (corresponding to the feedback control process), the feedback control process will be described.
스텝(S1)에서는 (제6도에 도시한) 기준설정처리의 스텝(P6)과 같이 하여 일정온도로 유지한 순수를 시료플로우셀(19)에 유통시킨다. 그리고, 기준설정처리의 스텝(P7)와 같이 하여 투과광강도측정부(31)는 이 상태에서의 참조투과광강도(Iv) 및 저감광원광강도(Io')를 측정하여(스텝 S21) 이것들을 보정계수산출부(35)에 참조투과광강도비(Rv)(=Iv/Io')로서 출력한다.In step S1, the pure water maintained at a constant temperature is circulated to the sample flow cell 19 as in step P6 of the reference setting processing (shown in FIG. 6). Then, as in the step P7 of the reference setting process, the transmitted light intensity measuring unit 31 measures the reference transmitted light intensity I v and the reduced light source light intensity I o 'in this state (step S21). Is output to the correction coefficient calculation unit 35 as a reference transmission light intensity ratio R v (= I v / I o ').
스텝(S3)에서는 제1실시예에서 설명한(제4도의) 스텝(S1)과 같이하여 거의 소정농도(c)가 되도록 약액과 순수를 처리조(1)에 공급하여 온도조절부(32)에 의해 그 온도가 소정온도(te)가 되도록 온도조정을 행한다.In step S3, the chemical liquid and the pure water are supplied to the treatment tank 1 to the temperature control unit 32 so as to have a predetermined concentration (c) in the same manner as in step S1 (Fig. 4) described in the first embodiment. The temperature is adjusted so that the temperature becomes the predetermined temperature t e .
스텝(S4)에서는 투과광강도측정부(31)가 광로절환부(24)를 시료플로우셀(19)쪽으로 절환한 경우와 필터(F)쪽으로 절환한 경우의 각투과광강도를 측정하여 각각 시료투과광강도(Is), 저감광원광광도(Io')를 시료투과광강도비(Rs)(=Is/Io')로서 보정계수산출부(35)에 출력한다.In step S4, the transmitted light intensity measuring unit 31 measures the transmitted light intensity in the case where the optical path switching unit 24 switches to the sample flow cell 19 and when the optical path switching unit 24 switches to the filter F side. (I s), reducing the light source light and outputs in Figure (I o ') of the sample transmitted light intensity ratio (R s) (= I s / I o') calculating a correction coefficient unit 35 as.
또 온도조절부(32)가 처리액의 온도를 측정하여 측정온도(tm')(거의 소정온도 te에 같다)로서 보정계수 산출부(35)에 출력한다.In addition, the temperature control unit 32 measures the temperature of the processing liquid and outputs it to the correction coefficient calculation unit 35 as the measurement temperature t m '(almost equal to the predetermined temperature t e ).
스텝(S5)에서는 보정계수(K)를 구한다. 보정계수산출부(35)는 검량선데이터 저장부(34)에 (스텝 S4에서 측정한 거의 소정온도 te에 같다) 처리액의 측정온도(tm')를 입력하여 검량선데이터저장부(34)는 검량선데이터에서 측정온도(tm')에 대응하는 투과광강도비를 구하여 보정계수산출부(35)에 출력한다. 이 투과광강도비는 스텝(S1)에서 시료플로우셀(19)에 유통시킨 순수의 온도를 처리액의 측정온도(tm')로 한 경우의 투과광강도에 상당하며, 이것을 예측투과광강도(RF)(=IF/Io')로 한다. 그리고 스텝(S2)에서 측정한 참조투과광강도비(Rv)(=Iv/Io')와 이 예측투과광강도비(RF)와의 비에서 보정계수(K)(=Iv/IF)를 산출한다.In step S5, the correction coefficient K is obtained. The correction coefficient calculation unit 35 inputs the measurement temperature t m ′ of the processing liquid (nearly equal to the predetermined temperature t e measured in step S4) to the calibration curve data storage 34, and then the calibration curve data storage 34. Obtains the transmission light intensity ratio corresponding to the measurement temperature t m 'from the calibration curve data and outputs it to the correction coefficient calculation unit 35. This transmitted light intensity ratio corresponds to the transmitted light intensity when the temperature of the pure water circulated to the sample flow cell 19 at step S1 is the measured temperature t m 'of the processing liquid, and this is the predicted transmitted light intensity (R F). ) (= I F / I o '). And step a reference transmitted light intensity ratio measured in (S2) (R v) ( = I v / I o ') and a prediction transmitted light intensity ratio (R F) in ratio correction coefficient (K) with (= I v / I F ) Is calculated.
스텝(S6)에서는 시료투과광강도비(Rs)와 참조투과광강도비(Rv) 및 보정계수(K)에서 시료투과율(Ts)(=K·Rs/Rv=K·(Is/Io')/(Iv/Io')=K·Is/Iv)을 산출한다. 이 시료투과율(Ts)은 제1실시예와 같은 식으로 되며 마찬가지로, 투과율산출부(36)에 유지되어 있다. 이와같이 참조투과광강도비(Rv)를 처리액의 온도(tm')로 보정하여 시료투과율(Ts)을 구하고 있으므로, 처리액의 온도를 시료플로우셀(19)에 유통시킨 순수의 온도까지 냉각하는 일 없이 그대로의 상태에서 정확하게 시료투과율(Ts)을 구할 수 있다. 또 각투과광강도와 같이 광원의 광도에 관련하는 저감광원광강도를 측정하여 이것과의 비에서 각값을 산출하고 있으므로 광원(21)의 광도에 변동이 있더라도 각비는 거의 불변으로 된다. 그 결과, 정확히 시료투과율(Ts)을 구할 수 있다.In step S6, the sample transmittance ratio (R s ), the reference transmittance intensity ratio (R v ), and the sample transmittance (T s ) at the correction coefficient (K) (= K · R s / R v = K · (I s) / I o ') / (I v / I o ') = K · I s / I v ). This sample transmittance T s is obtained in the same manner as in the first embodiment, and is similarly retained in the transmittance calculation unit 36. Thus, the sample transmittance (T s ) is obtained by correcting the reference transmission intensity ratio (R v ) by the temperature of the treatment liquid (t m '), so that the temperature of the treatment liquid is passed up to the temperature of pure water circulated in the sample flow cell (19). The sample transmittance (T s ) can be accurately determined in the same state without cooling. In addition, since the reduced light source light intensity related to the light intensity of the light source, such as the angle transmitted light intensity, is measured and the angle value is calculated from this ratio, even if there is a variation in the light intensity of the light source 21, the angle ratio is almost unchanged. As a result, the sample transmittance (T s ) can be accurately obtained.
스텝(S7)에서는 제1실시예와 같이 기준투과율(TR)과 시료투과율(Ts)을 비교하여 같은 경우(웨이퍼의 처리에 실제 사용되는 처리액의 농도가 기준처리액과 같은경우)에는 트셉(S4)으로 되돌아간다. 한편, 양투과율(TR, Ts)을 비교하여 같지 않은 경우(웨이퍼의 처리에 실제로 사용되는 처리액의 농도가 기준처리액과 다른경우)에는 스텝(S8)의 처리를 행한다. 즉 양투과율(TR, Ts)의 차분에 따라 약액 또는 순수의 어느한쪽을 처리액으로 보충한다. 그리고 스텝(S4)에 되돌아가 스텝(S4)∼스텝(S8)의 처리를 반복한다.In step S7, as in the first embodiment, when the reference transmittance T R and the sample transmittance T s are compared and are the same (when the concentration of the treatment liquid actually used for the treatment of the wafer is the same as the reference treatment liquid), Return to the recess S4. On the other hand, when the transmissivity (T R , T s ) is not the same (when the concentration of the processing liquid actually used for the processing of the wafer is different from the reference processing liquid), the process of step S8 is performed. That is, depending on the difference between the transmittance (T R , T s ), either the chemical liquid or the pure water is replenished with the treatment liquid. Then, the process returns to step S4 and the processes of steps S4 to S8 are repeated.
이들의 스텝(S4)∼스텝(S8)의 반복에 의해 제1실시예와 같이 농도에 관련하는 양투과율(TR, Ts)과의 차분에 따라 웨이퍼의 처리에 실제로 사용되는 처리액의 농도가 정밀도 좋게 제어되며 같은 효과를 얻을 수 있다. 또 기준투과율(TR) 및 시료투과율(Ts)은 각각 광원 관련 광강도인 저감광원광강도(Io')와의 비에 의거하여 산출되고 있으므로 광원(21)의 광도가 변동하였다고 해도 정확히 각값을 산출할 수 있다. 따라서, 장기간에 걸쳐 농도제어를 정확히 행할 수 있다.By repeating these steps S4 to S8, the concentration of the processing liquid actually used for the processing of the wafer according to the difference from the positive transmittance T R , T s related to the concentration as in the first embodiment Is precisely controlled and the same effect can be obtained. The reference transmittance (T R ) and the sample transmittance (T s ) are calculated based on the ratio of the reduced light source light intensity (I o '), which is the light intensity associated with the light source, respectively. Can be calculated. Therefore, concentration control can be performed correctly over a long period of time.
또 상술한 제1실시예에서는 광원(21)의 광도에 관련하는 광원관련광강도를 측정하지 않는 구성으로 하였으나, 참조셀(23)에 광원(21)의 광도를 측정하는 수단을 설치한다든지 혹은 참조셀(23)과는 따로 제2실시예와 같이 광원(21)의 빛을 저감하는 필터(F)(혹은 필터F로 감광하는 일없이 직접적으로)에 광원(21)의 광도를 측정하는 수단을 설치하여도 된다. 그리고 광분기부(22)를 2방향 또는 3방향으로 분기하는 분기부로 하여 광로절환부(24)를 2입력 또는 3입력의 절환부로서 제2실시예와 같이, 예를들면 검량선데이터를 투과광강도비(투과광강도/저감광원광강도)-온도로서 각투과광강도를 저감광원광강도와의 비로서 각투과율을 산출하도록 하여도 된다.In addition, in the above-described first embodiment, the light source related light intensity related to the light intensity of the light source 21 is not measured. However, a means for measuring the light intensity of the light source 21 is provided in the reference cell 23 or Means for measuring the luminous intensity of the light source 21 in the filter F (or directly without dimming with the filter F) for reducing the light of the light source 21 as in the second embodiment, apart from the reference cell 23. May be installed. Then, the optical path switching section 24 serves as a branching section for dividing the optical branch section 22 in two or three directions as the switching section of two inputs or three inputs, for example, as shown in the second embodiment. (Transmitted light intensity / low light source light intensity)-The angle transmittance may be calculated as the ratio of the angle transmitted light intensity as the temperature to the reduced light source intensity as temperature.
또 본 발명은 제1도(제1실시예 장치) 및 제5도(제2실시예장치)에 나타낸 기판처리장치에 한정되는 것은 아니고, 제9도에 도시하는 것과 같은 기판처리장치에도 적용할 수 있다. 상술의 제1도 및 제5도에 도시한 제1 및 제2실시예 장치에서는 처리액이 처리액공급배관(9)을 순환하도록 구성되어 있으나, 제9도에 나타내는 기판처리장치에서는 아래와 같이 구성되어 있다.In addition, the present invention is not limited to the substrate processing apparatus shown in FIGS. 1 (first embodiment apparatus) and FIG. 5 (second example apparatus), and is also applicable to a substrate processing apparatus as shown in FIG. Can be. In the apparatus of the first and second embodiments shown in FIGS. 1 and 5, the processing liquid is configured to circulate the processing liquid supply pipe 9, but in the substrate processing apparatus shown in FIG. It is.
처리액공급배관(9')에는 유량조절밸브(V1)를 통하여 순수가 공급된다. 또 복수개의 약액탱크(51∼53)에서 유량조절밸브(V2∼V4), 약액배관(71∼73)을 통하여 약액이 공급되어 처리액은 소정의 혼합비율로 조제된다. 조제후의 처리액은 처리액공급배관(9')에 배열 설치한 히터(13)와 온도센서(15)에 의하여 소정온도로 조정된다.그리고 소정농도 및 온도로 조정된 처리액은 처리조(1)에 공급되도록 구성되어 있다. 이와같은 구성에 있어서도 상술한 농도제어부(30)에 의하여 정확하고 또, 응답성 좋은 농도제어가 가능하다.Pure water is supplied to the processing liquid supply pipe 9 'through a flow control valve V 1 . In addition, the chemical liquid is supplied from the plurality of chemical liquid tanks 5 1 to 5 3 through the flow control valves V 2 to V 4 and the chemical liquid pipings 7 1 to 7 3 to prepare the processing liquid at a predetermined mixing ratio. The processing liquid after preparation is adjusted to a predetermined temperature by the heater 13 and the temperature sensor 15 arranged in the processing liquid supply pipe 9 '. The processing liquid adjusted to the predetermined concentration and temperature is treated as a processing tank (1). It is configured to supply to. Also in such a structure, the density control part 30 mentioned above enables accurate and responsive density control.
또 처리액에 따라서는 다른 복수개의 파장대에서 투과광강도를 측정할 필요가 있다. 예를들면, 암모니아와 과산화수소로 되는 처리액에서는 적외선 파장대에서 암모니아의 농도에 의한 투과광강도의 변화율이 크고, 자외선파장대에서 과산화수소의 농도에 의한 투과광강도의 변화율이 크다. 따라서, 이와같은 처리액의 투과광강도를 측정하여 이것에 의거하여 농도를 제어하기 위하여는 제10도에 도시하는 것과 같이 광검출기를 구성하는 것이 바람직하다.In addition, it is necessary to measure the transmitted light intensity in a plurality of wavelength bands depending on the treatment liquid. For example, in the treatment liquid consisting of ammonia and hydrogen peroxide, the rate of change of the transmitted light intensity due to the concentration of ammonia in the infrared wavelength band is large, and the rate of change of the transmitted light intensity due to the concentration of hydrogen peroxide in the ultraviolet wavelength band is large. Therefore, in order to measure the transmitted light intensity of such a processing liquid and to control the concentration based on this, it is preferable to configure a photodetector as shown in FIG.
즉, 시료플로우셀(19)을 투과한 빛은 광로절환부(24')에 의하여 자외선광(UV)과 적외선광(IR)으로 분리되어 각각 자외선광검출기(25b1)와 적외선광검출기(25b2)에 입사된다. 자외선광과 적외선광을 분리하기 위하여는 다이크로믹(dichromic)미러와 적외선 밴드패스필터와 적외선 밴드패스필터등의 조합에 의하여 행하여진다. 또, 광로절환부(24')는 제1도(제5도)의 구성과 같이 시료플로우셀(19)과 참조셀(23)(필터F)과의 광로절환기능도 가진다.That is, the light transmitted through the sample flow cell 19 is separated into ultraviolet light (UV) and infrared light (IR) by the optical path switching unit 24 ′, and the ultraviolet light detector 25b 1 and the infrared light detector 25b2, respectively. ) Is incident. In order to separate ultraviolet light and infrared light, it is performed by the combination of a dichromic mirror, an infrared bandpass filter, and an infrared bandpass filter. The optical path switching unit 24 'also has an optical path switching function between the sample flow cell 19 and the reference cell 23 (filter F) as in the configuration of FIG.
이와같이 구성된 경우에는 각각 자외선광과 적외선광에 대하여 검량선데이터를 측정한다. 또, 기준투과광강도(1R(UV), IR(IR)), 참조투과광강도(Iv(UV), Iv(IR), … ) 등을 측정하여 이것에서 기준투과율(TR(UV), TR(IR)), 시료투과율(Ts(UV), Ts(IR))을 산출하여 자외선광에 대한 기준투과율(TR(UV))과 시료투과율(Ts(UV))와의 차분에 따라 과산화수소를 처리액에 보충하여(또는 순수를 처리액에 보충) 적외선광에 대한 기준투과율(TR(IR))과 시료투과율(Ts(IR))과의 차분에 따라 암모니아를 처리액에 보충(또는 순수를 처리액에 보충)하면 된다.In this case, calibration curve data are measured for ultraviolet light and infrared light, respectively. In addition, the reference transmittance (1 R (UV) , I R (IR) ), reference transmission intensity (I v (UV) , I v (IR) , ...) and the like are measured and the reference transmittance (T R (UV) ) , T R (IR) ), and the sample transmittance (T s (UV) , T s (IR) ) to calculate the reference transmittance (T R (UV) ) and the sample transmittance (T s (UV) ) for ultraviolet light. Depending on the difference between and supplemented with hydrogen peroxide in the treatment liquid (or pure water in the treatment liquid ) , ammonia was added in accordance with the difference between the reference transmittance (T R (IR) ) and the sample transmittance (T s (IR) ) for infrared light. The treatment liquid may be replenished (or pure water may be replenished).
또 처리액의 농도를 조제하기 위하여 처리액에 약액을 보충한다든지 순수를 보충하였으나, 이것을 바꾸어 약액으로 상당하는 가스를 처리액중에 완전히 용해하도록 보충하도록 하여도 된다. 예를들면, 처리액에 염화수소를 함유하는 경우에는 염화수소가스를 처리액에 보충한다. 이와같이 약액에 상당하는 가스를 처리액에 보충하므로서 처리액의 액량이 증가하지 않는다고 하는 효과가 있다.In addition, in order to prepare the concentration of the treatment liquid, the treatment liquid is supplemented with a chemical liquid or pure water. Alternatively, the treatment liquid may be changed so that a corresponding gas is completely dissolved in the treatment liquid. For example, when the treatment liquid contains hydrogen chloride, hydrogen chloride gas is replenished with the treatment liquid. In this way, the amount of the processing liquid does not increase by replenishing the processing liquid with gas equivalent to the chemical liquid.
또, 제1실시예 및 제2실시예에서는 용매로서 순수를 예로 채용하여 설명하였으나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를들면, 유기용제에 의한 세정처리에 있어서는 그 처리에 따라 적절히 용제(예를들면 아세톤이나 이소프로필알코올 등)를 용매로 하여 사용하는 것이 가능하다.Incidentally, in the first and second embodiments, pure water is used as an example and explained, but the present invention is not limited thereto. For example, in the washing | cleaning process by an organic solvent, it is possible to use a solvent (for example, acetone, isopropyl alcohol, etc.) suitably according to the process as a solvent.
C. 상기 각 실시예장치에 바람직하게 사용되는 투과광측정용 플로우셀의 실시예C. Examples of flow cell for transmission light measurement preferably used in the above devices
상술한 각 실시예장치에 구비한 시료플로우셀이나 참조셀을 구성하는 투과광측정용플로우셀은 일반적으로, 석영이나 사파이어 (Al2O3)로 형성된 1쌍의 광투과부를 소정의 간격(셀길이)으로 대향배치하여 이들 광투과부의 사이를 유통하는 피측정유체에 대하여 광투과부의 한쪽에서 빛을 조사하며 광투과부의 다른쪽에서 출력한 광강도를 측정하도록 되어 있다.The flow cell for transmitting light measurement constituting the sample flow cell and the reference cell included in each of the above-described example apparatuses generally includes a pair of light transmitting portions formed of quartz or sapphire (Al 2 O 3 ) at predetermined intervals (cell length). It is arranged to face each other, and irradiates light from one side of the light transmitting portion to the fluid to be measured which flows between these light transmitting portions, and measures the light intensity output from the other side of the light transmitting portion.
그러나, 이와같은 구성을 가진 투과광측정용 플로우셀의 경우에는 다음과 같은 문제가 있다.However, the flow cell for transmission light measurement having such a configuration has the following problems.
즉 피측정유체(처리액)가 불화수소산(HF)등과 같은 강력한 부식성을 가진 약액을 함유하는 경우에는 광투과부의 재료인 석영이나 사파이어의 표면이 침식된다. 그리고, 그 침식에 의하여 대향배치되어 있는 광투과부의 소정의 간격(셀길이)이 경시적으로 확대변위하는 것으로 된다. 그 결과, 그 사이에 유통하는 피측정유체를 투과한 광강도가 그것에 따라 서서히 저하하여 변위한다고 하는 문제점이 있다.In other words, when the fluid to be treated (treatment liquid) contains a highly corrosive chemical liquid such as hydrofluoric acid (HF), the surface of quartz or sapphire, which is a material of the light transmitting portion, is eroded. Then, the predetermined interval (cell length) of the light transmissive portions that are disposed to face each other due to the erosion is expanded and shifted over time. As a result, there exists a problem that the light intensity which permeate | transmitted the to-be-measured fluid which flows between them will gradually fall and displace accordingly.
또 광투과부가 사파이어로 형성되어 있는 경우에는, 상기의 문제점 이외에 약액에 의한 부식에 의하여 사파이어중의 알루미늄이 피측정유체중에 용출하여 이것을 옹 며한다고하는 문제점이 있다. 특히, 반도체웨이퍼의 처리장치에 있어서는 피측정유체인 처리액의 농도를 조정하여 그 처리액에 의하여 반도체웨이퍼의 세정처리나 표면처리등을 행하나, 이 피측정유체인 처리액중에의 알루미늄등의 금속의 용출은 반도체의 수율을 저하시키는 원인이 되므로 큰 문제가 된다.In addition, in the case where the light transmitting portion is formed of sapphire, in addition to the above problem, there is a problem that aluminum in sapphire elutes in the fluid under measurement due to corrosion by a chemical solution. In particular, in the processing apparatus of a semiconductor wafer, the concentration of the processing liquid as the fluid to be measured is adjusted and the cleaning liquid or surface treatment of the semiconductor wafer is performed by the processing liquid. Elution of a metal becomes a big problem since it causes the yield of a semiconductor to fall.
아래에 광투과부의 부식을 방지하므로서 셀길이를 경시적으로 안정유지함과 동시에, 피측정유체의 오염을 방지할 수 있는 투과광측정용 플로우셀의 실시예를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a transmission light measuring flow cell that can stably maintain the cell length over time while preventing corrosion of the light transmitting portion and prevent contamination of the fluid under measurement will be described in detail.
제11도는 실시예에 관한 투과광측정용 플로우셀의 분해사시도, 제12도는 그 수평단면도, 제13도는 종단면도이다.FIG. 11 is an exploded perspective view of the flow cell for transmitting light measurement according to the embodiment, FIG. 12 is a horizontal sectional view thereof, and FIG. 13 is a longitudinal sectional view thereof.
본 실시예에 관한 투과광측정용플로우셀(시료플로우셀)(19)은 피측정유체(처리액)가 유통하는 유체공급관(9)에 연통접속되는 상하로 분할 가능한 프레임(41a, 41b)을 구비하고 있다. 이 프레임((41a, 41b)은, 예를들면 불소수지로 형성된다. 각 프레임(41a, 41b)의 중앙부에는 광선을 통과시키기 위한 관통구멍(42)이 형성되어 있다. 이 관통구멍(42)의 주위에는 0링(43)이 끼워넣어지며, 그 위에 원판형태의 1쌍의 광투과부(44a, 44b)가 배열 설치되어 있다. 이들의 광투과부(44a, 44b)는 조사하는 빛이 파장에 따라 적절한 광투과성재료로 형성된다. 특히, 피측정유체가 불화수소산(HF)등과 같이 강력한 부식성을 가진 약액을 포함하는 경우에는, 사파어어 (Al2O3)나 석영등의 광투과성재료가 채용되나, 특히 피측정유체의 온도가 높은 경우에는 석영과 같은 열팽창율이 낮은 재료가 채용된다.The transmitted light measuring flow cell (sample flow cell) 19 according to the present embodiment includes frames 41a and 41b that can be divided up and down in communication with the fluid supply pipe 9 through which the fluid to be measured (processing liquid) flows. Doing. The frames 41a and 41b are formed of, for example, a fluorine resin, and through holes 42 are formed in the center of each of the frames 41a and 41b to allow light to pass therethrough. The 0 ring 43 is inserted around the circumference, and a pair of light transmitting portions 44a and 44b in the form of a disk are arranged thereon, and these light transmitting portions 44a and 44b have a wavelength of light that is irradiated. Therefore, it is formed of a suitable light-transmissive material, and in particular, when the fluid to be measured contains a highly corrosive chemical liquid such as hydrofluoric acid (HF), light-transmitting material such as sapphire (Al 2 O 3 ) or quartz is employed. However, especially when the temperature of the fluid under measurement is high, a material having a low coefficient of thermal expansion such as quartz is employed.
광투과부(44a, 44b)의 피측정유체에 접촉되는 면에는 피측정유체에 대하여 내식성을 가진 피막(44a1, 44b1)이 형성되어 있다. 이 피막(44a1, 44b1)은 피측정유체에 대하여 내식성을 가진 것이라면 여러가지의 것이 적용가능하지만, 여러가지의 약액에 내식성을 가지며 또 내열성이 우수한 불소수지가 바람직하다. 본 실시예에서는 피막(44a1, 44b1)으로서 불소수지의 일종인 FEP(테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체(4플로우로화에틸렌·6플로우로화프로필렌공중합수지라고도 부른다)) 필름을 채용하여 압착에 의하여 피막(44a1, 44b1)을 형성하고 있다. 또 이 FEP 필름은 조사하는 빛의 투과율이 극단으로 저하하지 않도록 적절한 막두께의 것, 예를들면 약 70㎛의 것을 사용하고 있다.Films 44a 1 and 44b 1 having corrosion resistance to the fluid to be measured are formed on the surface of the light transmitting portions 44a and 44b in contact with the fluid to be measured. The coatings 44a 1 and 44b 1 can be variously applied as long as they have corrosion resistance to the fluid to be measured. However, fluorine resins having corrosion resistance to various chemical liquids and excellent heat resistance are preferable. In this embodiment, FEP (tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (also called tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer copolymer resin) film), which is a kind of fluorine resin, is used as the coatings 44a 1 and 44b 1 . Is adopted to form the coating films 44a 1 and 44b 1 . In addition, the FEP film uses an appropriate film thickness, for example, about 70 µm, so that the transmittance of irradiated light does not decrease to the extreme.
이와같이 광투과부(44a, 44b)의 피측정유체에 접촉되는 면에는 피측정유체에 대하여 내식성을 가진 피막(44a1, 44b1)이 형성되어 있으므로, 광투과부(44a, 44b)의 부식을 방지할 수 있다. 따라서 광투과부(44a, 44b)를 형성하고 있는 재료가 피측정유체중에서 용출하는 것을 방지할 수 있으며, 셀길이를 경시적으로 안정유지할 수 있음과 동시에, 피측정유체의 오염을 방지할 수 있다. 그결과, 경시적으로 안정하여 광강도를 측정할 수 있다.In this way, since the coatings 44a 1 and 44b 1 having corrosion resistance to the fluid to be measured are formed on the surfaces of the light transmitting parts 44a and 44b in contact with the fluid to be measured, corrosion of the light transmitting parts 44a and 44b can be prevented. Can be. Therefore, the material forming the light transmitting portions 44a and 44b can be prevented from eluting in the fluid under measurement, the cell length can be kept stable over time, and contamination of the fluid under measurement can be prevented. As a result, it is stable over time and the light intensity can be measured.
본 실시예에서는 광투과부(44a, 44b)가 피측정유체 흐름의 축에 거의 평행으로 대향하고 있다. 광투과부(44a)의 피막(44a1)과 광투과부(44b)의 피막(44b1)과의 사이에는 이것들을 소정의 간격, 즉 셀길이(d)로 설정하기 위한 4개의 스패이서(45)가 끼워져 있다. 이들의 스패이서(45)는 상술의 피막(44a1, 44b1)과 같은 FEP로 형성되어 있다. 스패이서(45)의 길이, 즉 셀길이는 피측정유체의 흡광도에 따라 적절히 설정되는 것이며, 통상은 1∼3㎜정도이다.In the present embodiment, the light transmitting portions 44a and 44b face almost parallel to the axis of the fluid flow to be measured. Between the coating 44a 1 of the light transmitting portion 44a and the coating 44b1 of the light transmitting portion 44b, four spacers 45 for setting them at a predetermined interval, that is, the cell length d, are provided. It is fitted. These spacers 45 are formed of the same FEP as the coating films 44a 1 and 44b 1 described above. The length of the spacer 45, that is, the cell length, is appropriately set according to the absorbance of the fluid to be measured, and is usually about 1 to 3 mm.
또 각 프레임(41a, 41b)에 배치된 광투과부(44a, 44b)의 주위에는 유통하는 피측정유체의 일부를 분기유통시키는 유통홈(47)이 각각 파여 설치되어 있다. 프레임(41a, 41b)내에서의 피측정유체의 유로의 단면적은 이것에 접속되는 유체공급관(9)의 유로단면적과 거의 같게 설정된다. 상술한 프레임(41a, 41b)은 도시하지 않은 0링을 끼워 밀폐하며, 중앙부에 개구가 형성한 1쌍의 덮개판(48)으로 끼워 나사조여 연결된다.Moreover, around the light transmission parts 44a and 44b arrange | positioned at each frame 41a and 41b, the distribution groove 47 which branch-flows a part of the to-be-measured fluid which flows is provided, respectively. The cross-sectional area of the flow path of the fluid under measurement in the frames 41a and 41b is set to be substantially equal to the cross-sectional area of the flow path of the fluid supply pipe 9 connected thereto. The above-mentioned frames 41a and 41b are hermetically sealed with 0 rings (not shown) and screwed into a pair of cover plates 48 having an opening formed in the center thereof.
관련되는 구성에서의 투과광측정용 플로우셀(19)은 피측정유체를 유통시키면서 광원(21)에서 한쪽의 광투과부(44b)에 소정의 파장의 빛을 조사하며, 다른쪽의 광투과부(44b)에서 출력한 광강도를 광검출기(25)로 측정하므로서 피측정유체의 투과광강도를 측정할 수 있다.The flow cell for transmitting light measurement 19 in a related configuration irradiates light of a predetermined wavelength to one light transmitting portion 44b from the light source 21 while circulating a fluid to be measured, and the other light transmitting portion 44b. By measuring the light intensity output from the photodetector 25, it is possible to measure the transmitted light intensity of the fluid to be measured.
투과광측정용플로우셀(19)은 그 광투과부(44a, 44b)의 부식이 방지되어 있으므로 셀길이가 경시적으로 불변이며, 경시적으로 안정하여 투과광강도를 측정할 수 있다. 그결과, 이 투과광측정을 플로우셀(19)을 사용한 웨이퍼세정 장치에서는 정확히 피측정유체(반도체세정액)의 농도를 조정할 수 있다.Since the transmitted light measuring flow cell 19 is prevented from corroding the light transmitting portions 44a and 44b, the cell length is unchanged over time, and it is stable over time, and thus the transmitted light intensity can be measured. As a result, the concentration of the fluid to be measured (semiconductor cleaning liquid) can be accurately adjusted in the wafer cleaning apparatus using the flow cell 19 for this transmitted light measurement.
다음에 광투과부(44a, 44b)를 직경 20㎜, 두께 1.5㎜의 석영으로 형성하여 그 피측정유체가 접촉되는 면에 여러 가지의 피막(44a1, 44b1)을 형성한 경우에 대하여 설명한다. 또 광투과부(44a, 44b)의 피막형성면은 광학연마를 행하고 있다. 또 상술의 설명에서는 투과광측정용 플로우셀(19)이 하나였으나, 여기서는 다시 기준용의 다른 투과광 측정용 플로우셀(참조셀)을 사용하며, 이 투과광강도에 대한 투과광강도 측정용 플로우셀(19)의 투과광강도의 비율 즉 투과율로 설명한다. 또 조사광으로서는 적외선광(IR)(파장 2210㎚)과 자외선광(UV)(290㎚)을 사용하였다.Next, a description will be given of the case where the light transmitting portions 44a and 44b are formed of quartz having a diameter of 20 mm and a thickness of 1.5 mm, and various coatings 44a 1 and 44b 1 are formed on the surface to which the measurement fluid comes into contact with. . The film-forming surfaces of the light transmitting portions 44a and 44b are subjected to optical polishing. In the above description, there was only one transmitted light measuring flow cell 19. Here again, another transmitted light measuring flow cell (reference cell) is used for reference, and the transmitted light intensity measuring flow cell 19 for the transmitted light intensity is used. This is explained by the ratio of the transmitted light intensity, i.e., the transmittance. In addition, infrared light (IR) (wavelength 2210 nm) and ultraviolet light (UV) (290 nm) were used as irradiation light.
피막을 구성하는 재료로서는 불소수지의 일종인 FEP 및 PFA(테트라플루오로에틸렌-퍼-플루오로알킬비닐에테르 공중합체)로 하며, 피막형성방법으로서는 도포와 압착을 예로 설명한다.The material constituting the film is FEP and PFA (tetrafluoroethylene-per-fluoroalkylvinyl ether copolymer), which are a kind of fluorocarbon resin, and the film forming method will be described by application and compression.
제1의 샘플 ①은 피막의 재료를 PFA로서 막두께 80∼140㎛가 되도록 도포하며, 제2의 샘플 ②는 피막의 재료를 PFA로서 막두께 15∼20㎛이 되도록 도포하며, 제3의 샘플 ③은 피막의 재료를 FEP로서 막두께 65∼85㎛가 되도록 도포하였다. 또 제4샘플 ④는 상술한 바와 같이 피막의 재료를 막두께 70㎛의 FEP 필름으로 하였다. 또 통상의 도포에 의한 피막형성에 있어서는 광투과부와 피막의 밀착강도를 향상시키기 위하여 광투과부의 표면을 블라스트(blast)하며 또 초벌제를 도포하는 프라임(prime)처리를 하지만 여기서는 광투과성을 저하시키는 요인으로 되므로 생략하고 있다. 단지 샘플 ④는 그 피막형성방버이 압착이므로 프라임 처리를 하고 있다. 또 도포에 의한 피막형성에는 도포에 의한 피막표면의 凹凸(면거칠기)이 빛을 산란하여 투과율에 영향을 주므로 피막표면이 가능한 균일하게 되도록 도포하는 것이 바람직하다.The first sample ① is coated with PFA so as to have a film thickness of 80 to 140 μm, and the second sample ② is coated with PFA so as to have a film thickness of 15 to 20 μm. (3) The coating material was applied so as to have a film thickness of 65 to 85 mu m as FEP. In addition, as described above, the fourth sample ④ was made of a FEP film having a film thickness of 70 µm as described above. In addition, in the film formation by ordinary coating, in order to improve the adhesion strength between the light transmitting part and the film, a primer treatment is performed to blast the surface of the light transmitting part and to apply a priming agent. The factor is omitted. Only sample 4 is primed because the film forming barrier is compressed. In addition, in the film formation by application | coating, it is preferable to apply | coat so that a coating surface may be as uniform as possible, since the roughness of the surface of a coating by scattering scatters light and affects a transmittance | permeability.
또 이들의 샘플 ①∼④의 비교의 기준으로서는 투과광측정용 플로우셀(19)의 광투과부(44a, 44b)를 제거한 상태의 투과율을 채용하여 이것에 대한 각샘플 ①∼④의 투과율의 비율(투과비율)을 구하고 있다. 상술이 샘플 ①∼④에서 각각 다른 4개의 샘플에 대하여 투과율을 측정하여 이들이 비투과율의 평균치를 피막이 없는 광투과부만(석영만)의 참고데이터와 같이 이하에 나타낸다. 또 제14도에 그래프를 나타낸다.As a reference for the comparison of these samples 1 to 4, the transmittance in the state where the light transmitting portions 44a and 44b of the transmission light measuring flow cell 19 are removed is adopted and the ratio of the transmittance of each sample 1 to 4 (transmission) Ratio). The above transmittances are measured for four different samples 1 to 4, and the average values of the specific transmittances are shown below as reference data of light-transmitting part (quartz only) without film. 14 shows a graph.
이들의 측정결과에서 명확한 바와 같이 샘플 ④에서는 적외선광(IR) 및 자외선광(UV)의 각각 대하여 비투과율이 높고, 피막재료로서는 FEP 필름, 피막형성방법으로서는 압착이 적합하다는 것을 알 수 있다. 따라서 흡광도가 큰 피측정유체의 투과광강도, 투과율의 측정에 적합하다.As is clear from these measurement results, it can be seen that in the sample (4), the specific transmittance is high for each of the infrared light (IR) and the ultraviolet light (UV), and the FEP film is suitable for the coating material and the compression is suitable for the film forming method. Therefore, it is suitable for the measurement of the transmission light intensity and the transmittance of the fluid to be measured having high absorbance.
또 본 실시예에서는 피막형성 재료로서 FEP, PFA를 예로 채용하여 설명하였으나, 불소수지이면 여러가지의 재료를 사용할 수 있다. 예를들면, PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌), PVdF(폴리비닐리덴플오로라이드), PCTFE(폴리클로로트리플루오로에틸렌), EPE(테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌퍼-플루오로알킬비닐에테르 공중합체), ETFE(테트라플루오로에틸렌-에틸렌공중합체), ECTFE(클로로트리플루오로에틸렌-에틸렌공중합체), PVF(폴리비닐플루오로라이드)등이 사용가능하다. 또 피측정유체에 대하여 내식성을 가진 재료이면 상기의 불소수지 이외의 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌등의 여러 가지의 피막형성재료가 사용가능하다.In the present embodiment, FEP and PFA are used as the film forming materials, and as an example, various materials can be used as long as they are fluororesin. For example, PTFE (polytetrafluoroethylene), PVdF (polyvinylidene fluoride), PCTFE (polychlorotrifluoroethylene), EPE (tetrafluoroethylene-hexafluoropropyleneper-fluoroalkylvinyl Ether copolymer), ETFE (tetrafluoroethylene-ethylene copolymer), ECTFE (chlorotrifluoroethylene-ethylene copolymer), PVF (polyvinyl fluoride), etc. can be used. In addition, as long as the material has corrosion resistance to the fluid to be measured, various film forming materials such as polyethylene and polypropylene other than the above-mentioned fluororesin can be used.
또 본 실시예에서 광투과부로서 석영 및 사파이어를 예로 채용하여 설명하였으나, 조사광의 파장으로 충분한 투과율이 얻어지는 재료이면 여러가지의 재료가 사용가능하다.In the present embodiment, quartz and sapphire are employed as the light transmitting part as an example, but various materials can be used as long as sufficient transmittance is obtained at the wavelength of the irradiation light.
D. 상기 각 실시예장치에 바람직하게 사용되는 투과광측정용 광학계의 실시예D. Examples of optical systems for measuring transmission light preferably used in the above devices
제1도 및 제5도에 도시한 각 실시예장치에서의 광원(21), 광분기부(22), 시료플로우셀(19), 참조셀(23)(또는 광학필터F), 광로절환부(24), 광검출기(25)등을 포함하는 투과광측정용 광학계의 바람직한 실시예를 이하에 설명한다.1 and 5, the light source 21, the optical branch 22, the sample flow cell 19, the reference cell 23 (or the optical filter F), and the optical path switching unit (in the apparatus shown in FIGS. 24), a preferred embodiment of the optical system for measuring transmission light including the photodetector 25 and the like will be described below.
제15도는 투과광강도측정용 광학계의 일실시예의 개략구성을 나타내는 도면이다. 또, 여기서는 상술한 제1실시예 장치에 적용한 예를 나타내지만, 제2실시예 장치에도 같이 적용할 수 있다.FIG. 15 is a diagram showing a schematic configuration of an embodiment of an optical system for measuring transmitted light intensity. In addition, although the example applied to the apparatus of 1st Example mentioned above is shown here, it is applicable also to apparatus of 2nd Example.
광원(21)에서 발생한 빛은 조준렌즈(21a)에 의하여 평형광으로 되어 1쌍의 집광렌즈(22a)에 조사된다. 집광렌즈(22a)에 의하여 집광된 조사광의 한쪽은 광파이버(22b)에 입사하며 다른쪽은 광파이버(22b)에 입사된다. 광파이버(22b)의 종단에서 출력된 빛은 조준 렌즈(19a)에 의해 평행광으로 되어 시료플로우셀(19)에 입사한다. 시료플로우셀(19)을 투과한 빛은 집광렌즈(19b)에 의하여 집광되어 광파이버(19c)에 입사한다. 광파이버(19c)에서 출력한 투과광은 조준렌즈(19d)에 의하여 평행광으로 된다.Light generated by the light source 21 is balanced light by the aiming lens 21a and is irradiated to the pair of condensing lenses 22a. One side of the irradiated light collected by the condenser lens 22a is incident on the optical fiber 22b and the other is incident on the optical fiber 22b. Light output from the end of the optical fiber 22b becomes parallel light by the aiming lens 19a and enters the sample flow cell 19. Light transmitted through the sample flow cell 19 is collected by the condenser lens 19b and incident on the optical fiber 19c. The transmitted light output from the optical fiber 19c becomes parallel light by the aiming lens 19d.
집광렌즈(22a)에 의하여 집광된 다른쪽의 조사광은 광파이버(22b)에 입사되어 조준 렌즈(23a)에 의하여 평행광으로 되어 참조셀(23)에 조사된다. 참조셀(23)을 투과한 빛은 집광 렌즈(23b)에 의하여 집광되어 광파이버(23c)에 입사된다. 광파이버(23c)에서 출력한 빛은 조준 렌즈(23d)에 의하여 평행광으로 된다.The other irradiated light collected by the condenser lens 22a is incident on the optical fiber 22b, and becomes a parallel light by the aiming lens 23a and is irradiated to the reference cell 23. Light passing through the reference cell 23 is collected by the condenser lens 23b and incident on the optical fiber 23c. The light output from the optical fiber 23c becomes parallel light by the aiming lens 23d.
시료플로우셀(19)을 투과한 빛은 조준 렌즈(19d)의 대향위치에 배열 설치한 반사미러(19e)의 반사에 의하여 방향을 90°바꾸어 프리즘(9)에 입사한다. 참조셀(23)을 투과한 빛은 조준렌즈(23d)의 대향위치에 배열 설치한 반사미러(23e)에 의하여 방향을 90°바꾸어 프리즘(P)에 입사한다. 프리즘(P)에 의하여 반사된 빛은 집광렌즈(25a)에 의하여 집광되어 광검출기(25)에 입사된다.The light transmitted through the sample flow cell 19 changes its direction by 90 degrees and enters the prism 9 by the reflection of the reflection mirror 19e arranged at the opposite position of the aiming lens 19d. The light transmitted through the reference cell 23 is incident on the prism P by changing the direction by 90 degrees by the reflecting mirror 23e arranged at the opposite position of the aiming lens 23d. The light reflected by the prism P is collected by the condenser lens 25a and incident on the photodetector 25.
조준 렌즈(19d, 23d)와 반사미러(19e, 23e)와의 사이에는 광선택셔터(24a)가 배열 설치되어 있다. 이 광선택셔터(24a)는 판형태로 형성되며, 차광부(24a1)와 광투과부인 개구부(24a2)로 구성되어 있다. 이 광선택셔터(24a)는 시료플로우셀(19) 및 참조셀(23)을 투과한 빛을 서로 번갈아 반사미러(19e) 및 반사미러(23e)에 조사하도록 에어실린더(24b)에 의하여 도면의 화살표와 같이 왕복동작시킨다. 구동수단에 상당하는 에어실린더(24b)는 농도제어부(30)의 광로절환제어부(39)에 의하여 그 동작축이 수축·신장하도록 되어 있다. 광로절환제어부(39)와 광선택셔터(24a)(차광부 24a, 개구부 24a)와 에어실린더(24b)는 본 발명에서의 광로절환수단에 상당한다.The light selection shutter 24a is arranged between the aiming lenses 19d and 23d and the reflection mirrors 19e and 23e. The light selection shutter 24a is formed in a plate shape and is composed of a light shielding portion 24a1 and an opening portion 24a2 serving as a light transmitting portion. The light selection shutter 24a is alternated by the air cylinder 24b to irradiate the reflecting mirror 19e and the reflecting mirror 23e with light passing through the sample flow cell 19 and the reference cell 23 alternately. Reciprocate as shown by the arrow. The air cylinder 24b corresponding to the driving means is configured to contract and expand its operation shaft by the optical path switching control section 39 of the concentration control section 30. The optical path switching control section 39, the light selection shutter 24a (light shielding portion 24a, the opening portion 24a) and the air cylinder 24b correspond to the optical path switching means in the present invention.
상기의 광로절환부(24)의 구성에서는 에어실린더(24b)가 수축동작하므로서 시료플로우셀(19)의 투과광이 광검출기(25)에 입사하며, 에어실린더(24b)가 신장동작하므로서 참조셀(23)의 투과광이 광검출기(25)에 입사된다.In the configuration of the optical path switching section 24, the air cylinder 24b is contracted and the transmitted light of the sample flow cell 19 is incident on the photodetector 25, and the air cylinder 24b is extended to operate the reference cell ( The transmitted light of 23 is incident on the photodetector 25.
다음에 상술한 바와 같은 투과광 측정용 광학계를 사용한 기판처리장치에서의 농도 조제처리에 대하여 제16도를 참조하여 설명한다. 제16도는 광로절환제어부(39)의 동작타이밍과 투과광강도측정부(31)의 측정타이밍을 도시하는 타이밍챠트이다.Next, with reference to FIG. 16, the density | concentration preparation process in the substrate processing apparatus using the optical system for measuring transmitted light as mentioned above is demonstrated. 16 is a timing chart showing the operation timing of the optical path switching control unit 39 and the measurement timing of the transmitted light intensity measuring unit 31. As shown in FIG.
처리액의 온도가 소정온도로 된 것을 확인하고나서 투과광강도측정부(31)가 광로절환제어부(39)에 광선택셔터(24)의 구동을 지시한다. 광로절환제어부(39)는 에어실린더(24b)의 수축동작을 소정시간(t1)만 행하고, 신장동작을 소정시간(t)만 행한다. 이것에 의해 t시간만 시료플로우셀(19)의 투과광이 광검출기(25)에 검출기(25)에 조사된다. 상기의 소정시간(t, t)은 예를들면 1초간이다.After confirming that the temperature of the processing liquid has reached a predetermined temperature, the transmitted light intensity measuring unit 31 instructs the optical path switching control unit 39 to drive the light selection shutter 24. The optical path switching controller 39 performs the contracting operation of the air cylinder 24b only for a predetermined time t1, and performs the decompression operation for only a predetermined time t. As a result, the transmitted light of the sample flow cell 19 is irradiated to the detector 25 by the photodetector 25 only for t hours. The predetermined time t and t is, for example, one second.
투과광강도측정부(31)는 상기의 t시간내의 적절한 타이밍에서 광검출기(25)의 출력신호를 취입하여 이것을 시료투과광강도(I)로서 측정한다. 또 상기의 T시간내의 적절한 타이밍에서 광검출기(25)의 출력신호를 취입하여 이것을 참조투과광강도로서 측정한다. 이와같이 하나의 광원(21)에서의 조사광을 분기하여 하나의 광검출기(25)에 시료플로우셀(19) 및 참조셀(23)의 투과광을 조사하고 있으므로 광원광도의 경시적인 변동이나 광검출기의 감도의 변동이 있어도 그 영향은 참조투과광강도와 시료투과광강도의 양쪽에 미친다. 따라서, 이들의 비의 변동의 영향은 거의 없고, 이 비에 의거하여 처리액의 농도를 정확하게 조제할 수가 있다.The transmitted light intensity measuring unit 31 takes in the output signal of the photodetector 25 at an appropriate timing within the above t time and measures it as the sample transmitted light intensity I. The output signal of the photodetector 25 is taken at an appropriate timing within the above T time and measured as the reference transmitted light intensity. In this way, the irradiation light from the one light source 21 is branched to irradiate the transmitted light of the sample flow cell 19 and the reference cell 23 to one photodetector 25. Even if there is a variation in the sensitivity, the influence extends to both the reference transmission intensity and the sample transmission intensity. Therefore, there is little influence of the variation of these ratios, and it is possible to accurately prepare the concentration of the treatment liquid based on this ratio.
그리고, 여기서는 투과광강도측정부(31)는 시료투과광강도(I)와 참조투과광강도(I)의 측정을 반복하여 이들의 순차 측정한 투과광강도를 다음과 같이 처리한다. 먼저, 각각 첫번째의 시료투과광강도(I)와 참조투과광강도(I)와의 비(T)(=I/I)를 구하고, 두번째의 시료투과광강도(Is2)와 첫번째의 참조투과광강도(I)와의 비(T)(=I/I)를 구하여 이들의 평균치(T)를 구한다. 다음 두번째의 시료투과광강도(I)와 첫번째의 참조투과광강도(I)와의 비(T)와 각각 두번째의 시료투과광강도(I)와 참조투과광강도(I)와의 비 (T)(=I/I)와의 평균치(T)를 구한다. 이것을 순차로 행하여 이동평균을 구한다.Here, the transmitted light intensity measuring unit 31 repeats the measurement of the sample transmitted light intensity (I) and the reference transmitted light intensity (I), and processes the transmitted light intensities measured sequentially as follows. First, the ratio (T) (= I / I) between the first sample transmission light intensity (I) and the reference transmission light intensity (I), respectively, is obtained, and the second sample transmission light intensity (Is2) and the first reference transmission light intensity (I) The ratio T (= I / I) is obtained and their average value T is obtained. Next, the ratio (T) between the second sample transmission intensity (I) and the first reference transmission intensity (I) and the ratio (T) of the second sample transmission intensity (I) and the reference transmission intensity (I), respectively (= I / I) Find the average value (T) with). This is done sequentially to find the moving average.
이 이동평균(T)이 산출될때에 이 값은 투과율산출부(36)에 보내어진다.When this moving average T is calculated, this value is sent to the transmittance calculation unit 36.
이와같이 시료투과광강도와 참조투과광강도가 동시에 측정되는 이상적인 상태에 비하여 『소』, 『대』를 반복하는 관계의 시료투과광강도와 참조투과광강도와의 비에 대하여 이동평균을 구하므로서 광검출기(25)의 감도변동에 의한 영향을 억제하여 정밀도 좋게 또 이상적인 상태에 가까운 시료투과광강도(I)와 참조투과광강도(I)와의 비를 구할 수 있다.Thus, the photodetector (25) calculates a moving average for the ratio between the sample transmission light intensity and the reference transmission light intensity in the relation of repeating small and large compared to the ideal state in which the sample transmission light intensity and the reference transmission light intensity are simultaneously measured. By suppressing the influence of the sensitivity fluctuation, the ratio between the sample transmitted light intensity (I) and the reference transmitted light intensity (I) can be obtained with high accuracy and close to an ideal state.
또 처리액에 따라서는 다른 복수개의 파장대에서 투과광강도를 측정할 필요가 있다.In addition, it is necessary to measure the transmitted light intensity in a plurality of wavelength bands depending on the treatment liquid.
예를들면, 암모니아와 과산화수소로 되는 처리액에서는 적외선파장대에서 암모니아의 농도에 의한 투과광강도의 변화율이 크고, 자외선파장대에서 과산화수소의 농도에 의한 투과광강도의 변화율이 크다. 따라서, 이와같은 처리액의 투과광강도를 측정하여 이것에 의거하여 농도를 제어하기 이하여는 제17도에 도시하는 것과 같이 광검출기(25)를 구성하는 것이 바람직하다.For example, in the treatment liquid consisting of ammonia and hydrogen peroxide, the rate of change of the transmitted light intensity due to the concentration of ammonia in the infrared wavelength band is large, and the rate of change of the transmitted light intensity due to the concentration of hydrogen peroxide in the ultraviolet wavelength band is large. Therefore, it is preferable to configure the photodetector 25 as shown in FIG. 17 in order to measure the transmitted light intensity of such a processing liquid and to control the concentration based on this.
즉, 시료플로우셀(19) 및 참조셀(23)을 투과한 빛은 프리즘(P)에 조사한다. 그리고 다이크로믹미러(H)에 의하여 자외선광(UV)과 가시·적외선파장역(I)의 빛으로 분리한다. 또 이들의 빛은 자외선밴드패스필터(F) 및 적외선밴드패스필터(F)에 의하여 자외선광 및 적외선광의 측정파장이 각각 선택되며, 각각 집광렌즈(25a1) 및 집광렌즈(25a)를 통해서 밴드패스 필터에 의하여 선택된 파장에 대한 분광감도를 가진 자외선광검출기(25b)(예를들면 GaP등으로 되는 반도체소자 또는 적외선용광전관으로 구성된다) 및 같이 분광감도를 가진 적외광검출기(25b)(예를들면 Pbs나 GaAsP등으로 되는 반도체소자로 구성된다)에 조사한다.That is, the light transmitted through the sample flow cell 19 and the reference cell 23 is irradiated to the prism P. The dichroic mirror (H) is separated into ultraviolet light (UV) and light in the visible and infrared wavelength region (I). In addition, the wavelengths of the ultraviolet light and the infrared light are selected by the ultraviolet band pass filter F and the infrared band pass filter F, respectively, and the band pass through the condenser lens 25a1 and the condenser lens 25a, respectively. An ultraviolet photodetector 25b having a spectral sensitivity to a wavelength selected by a filter (for example, composed of a semiconductor device made of GaP or the like or an infrared photoelectric tube) and an infrared photodetector 25b having a spectral sensitivity (for example, For example, a semiconductor element composed of Pbs, GaAsP, or the like).
이와같이 구성된 경우에는 각각 자외선광과 적외선광에 대하여 시료투과광강도(I, I) 및 참조투과광강도(I, I)를 측정한다. 그리고 상술한 것과 같이 각각 첫 번째의 시료투과광강도(I)와 참조투과광강도(I)와의 비(T)(=I/(R)와 각각 첫번째의 시료투과광강도(I)와 참조투과광강도(I)와의 비(T)(=I/I)과 같이 자외선광과 적외선광에 대하여 각각 비를 구한다. 이하 같이 자외선광과 적외선광에 대하여 순차로 비를 구하도록 하면된다.In this case, the sample transmitted light intensity (I, I) and the reference transmitted light intensity (I, I) are measured for ultraviolet light and infrared light, respectively. As described above, the ratio T of the first sample transmission intensity I and the reference transmission intensity I (= I / (R) and the first sample transmission intensity I and the reference transmission intensity I, respectively) The ratios are obtained for the ultraviolet light and the infrared light, respectively, as in the ratio (T) (= I / I) with respect to).
또 광로절환부(24)는 제18도에 도시하는 것과 같이 구성하여도 된다.The optical path switching unit 24 may be configured as shown in FIG.
즉, 광선택셔터(24a)를 바꾸어 차광부(24a)와 광투과부인 절결부(24a)를 소정비율로 원판형상으로 형성하여 되는 광선택원판(24a')과, 에어실린더(24b)를 바꾸어 광선택원판(24')을 소정속도로 회전구동하는 모터(24b')에 의하여 구성된다. 예를들면, 광로절환제어부(39)는 모터(24b')를 제19도에 도시하는 것과 같이 회전제어한다. 이것에 의하면 시료플로우셀(19)의 투과광과 참조셀(23)의 투과광이 각각 t시간만 광검출기(23)에 서로번갈아 조사되는 것으로 되며, 또 그 조사간격은 t시간이 되도록 제어한다. 그리고 각각의 조사타이밍에 동기하여 시료투과광강도(I)와 참조투과광강도(I)가 투과광강도측정부(31)에 의하여 측정된다. 이와같이 구성하므로서 광검출기(25)에 빛이 조사하지 않는 시간(t-t)이 생긴다.That is, the light selection plate 24a and the air cylinder 24b are formed by changing the light selection shutter 24a to form the light shielding portion 24a and the notch portion 24a serving as the light transmission portion in a disc shape at a predetermined ratio. It consists of the motor 24b 'which rotationally drives the optical selection disk 24' at a predetermined speed. For example, the optical path switching controller 39 rotates the motor 24b 'as shown in FIG. According to this, the transmitted light of the sample flow cell 19 and the transmitted light of the reference cell 23 are irradiated to the photodetector 23 only alternately for t time, and the irradiation interval is controlled to be t time. Then, the transmission light intensity I and the reference transmission light intensity I are measured by the transmission light intensity measuring unit 31 in synchronization with each irradiation timing. In this way, the time (t-t) which light does not irradiate to the photodetector 25 arises.
따라서, 계속적으로 빛을 조사하여 광검출기(25)의 열상승을 제어하기 위한 초핑용(chopping) 섹터등을 배열 설치한 것과 같은 효과를 얻을 수 있으며, 또 안정하게 투과광 강도를 측정할 수 있다.Therefore, it is possible to obtain the same effect as arranging chopping sectors for controlling the heat rise of the photodetector 25 by continuously irradiating light, and stably measuring the transmitted light intensity.
또 광로절환부(24)는 광로분기부(22)에서 광검출기(25)의 사이이면 어느위치에 배열 설치하여도 된다. 예를들면, 광원(21)쪽으로서 조준렌즈(21a)와 집광렌즈(22a)와의 사이에 배열 설치하도록 하여도 된다(제15도참조). 이 경우 광파이버(19c, 23c)를 양광파이버의 코어 및 클래드를 한단쪽에서 용착하여 쌍방이 빛이 한단쪽에서 방사하도록 구성한 소위 다심 번들(Bundle)형으로서 또 2분기형의 광파이버로 구성하는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면 시료플로우셀(19)과 참조셀(23)의 투과광은 이 광파이버에 의하여 수속(收束)되므로 하나의 광검출기(25)에 양투과광을 수속시키기 위한 구성이 필요없게 된다.The optical path switching unit 24 may be arranged at any position as long as it is between the optical detector 25 and the optical detector 25. For example, the light source 21 may be arranged between the aiming lens 21a and the condenser lens 22a (see FIG. 15). In this case, the optical fibers 19c and 23c are preferably formed of two-branch type optical fibers as so-called multi-core bundles in which both the core and the clad of the positive fiber are welded at one end to emit light at one end. According to this structure, since the transmitted light of the sample flow cell 19 and the reference cell 23 is converged by this optical fiber, the structure for converging the transmitted light to one photodetector 25 is unnecessary.
또 상술한 것과 같은 이동평균법에 의하여 시료투과광강도비 등을 구하는 수법은 제9도에 도시한 것과 같은 기판처리장치에 있어서도 적용할 수 있다. 예를들면, 제9도중의 유량조정밸브(v)가 개방된 경우에 대하여 설명한다. 이 상태에서는 순수에 약액탱크(51)에서의 약액이 혼합되어 처리액공급배관(9')에 처리액이 유통된다. 이때, 투과광강도측정부(31)에 주어지는 유체정보에 의거하여 투과광강도측정부(31)는 시료플로우셀(19)에 유통되고 있는 유체는 처리액(시료유체)이라고 판단한다. 그리고, 광검출기(25)에서의 출력신호를 시료투과광강도(Is)로서 적절한 간격으로 반복측정하여 아래와 같이 처리한다.The method for obtaining the sample transmission light intensity ratio and the like by the moving average method as described above can also be applied to the substrate processing apparatus as shown in FIG. For example, the case where the flow regulating valve v in FIG. 9 is opened is demonstrated. In this state, the chemical liquid in the chemical liquid tank 51 is mixed with pure water, and the processing liquid is circulated through the processing liquid supply pipe 9 '. At this time, based on the fluid information given to the transmitted light intensity measuring unit 31, the transmitted light intensity measuring unit 31 determines that the fluid circulated in the sample flow cell 19 is a processing liquid (sample fluid). Then, the output signal from the photodetector 25 is repeatedly measured at appropriate intervals as the sample transmission light intensity Is and processed as follows.
첫번째의 시료투과광강도(Is)와 참조투과광강도(1a)와 비(T)(=Is/I)를 구하여, 두번째의 시료투과광강도(Is)와 참조투과광강도(I)와의 비(T)(=Is/I)를 구하여 이들의 비의 평균치(T)를 구한다. 이하, 두번째의 시료투과광강도(Is)와 참조투과광강도(I)와의 비(T)와 세번째의 시료투과광강도(Is)와 참조투과광강도(I)와의 비(T)와의 평균치(T)를 구한다. 이것을 순차로 행하여 이동평균을 구한다. 이 이동평균(T)이 산출될때마다 이 값이 투과율산출부(36)에 보내어진다.The first sample transmission light intensity (Is), the reference transmission light intensity (1a) and the ratio (T) (= Is / I) are obtained, and the second sample transmission light intensity (Is) and the ratio (T) of the reference transmission light intensity (I) ( = Is / I) is obtained and the average value T of these ratios is obtained. Hereinafter, the average value (T) of the ratio (T) of the second sample transmission light intensity (Is) and the reference transmission light intensity (I) and the ratio (T) of the third sample transmission light intensity (Is) and the reference transmission light intensity (I) is obtained. . This is done sequentially to find the moving average. Each time this moving average T is calculated, this value is sent to the transmittance calculation unit 36.
또 제5도에 도시한 제2실시예장치에 있어서 기준투과광강도, 참조투과광강도 혹은 시료투과광강도의 각투과광강도와 각각에 대응한 저감광원광강도와의 비를 구할때도 투과광강도와 저감광원광강도를 반복검출하며, 그리고 상술과 같은 이동평균법에 의하여 기준투과광강도비 참조투과광 강도비 및 시료투과광강도비료를 구하도록 하여도 된다.In the apparatus of the second embodiment shown in FIG. 5, the transmission light intensity and the reduced light source light are also obtained when the ratio between the transmission light intensity of the reference transmission intensity, the reference transmission intensity, or the sample transmission intensity and the corresponding reduction light intensity is respectively obtained. The intensity may be repeatedly detected and the reference transmission light intensity ratio reference transmission light intensity ratio and sample transmission light intensity fertilizer may be obtained by the moving average method as described above.
본 발명은 그 사상 또는 본질에서 이탈하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있고, 따라서 본 발명의 범위를 나타내는 것으로서 이상의 설명이 아닌 부가된 청구항을 참조해야 한다.The present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essence thereof, and therefore, reference should be made to the appended claims rather than the foregoing description as indicating the scope of the invention.
Claims (20)
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