KR102409608B1 - 액처리 장치 및 액처리 방법 - Google Patents

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Abstract

[과제] 기판에 공급하는 액체의 유량을 조정할 때의 유량 조정 기구의 동작 횟수를 저감할 수 있는 기술을 제공한다.
[해결수단] 액처리 장치는, 기판(W)에 대하여 유체를 공급하는 기판 처리부(16)와, 기판 처리부(16)에 유체를 공급하는 공급 라인(112)과, 공급 라인(112)을 흐르는 유체의 유량을 계측하는 유량계(22)와, 공급 라인(112)을 흐르는 유체의 유량을 조정하는 유량 조정 기구(23)와, 유량계(22)의 계측 결과에 기초하여 유량 조정 기구(23)를 제어하는 제어부(24)를 구비한다. 제어부(24)는, 유량계(22)의 계측 결과를 제1 주기로 수신한다. 또한 제어부(24)는, 공급 라인(112)을 흐르는 유체의 유량이 미리 설정된 범위에 포함되는 것을 유량계(22)의 계측 결과가 나타내는 경우, 제1 주기의 시간 간격보다 긴 시간 간격의 주기로, 공급 라인(112)을 흐르는 유체의 유량을 유량 조정 기구(23)에 의해 조정시킨다.

Description

액처리 장치 및 액처리 방법{LIQUID PROCESSING APPARATUS AND LIQUID PROCESSING METHOD}
본 발명은 기판에 유체를 공급하는 기술에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼 등의 기판에 약액 처리 및 린스 처리 등의 액처리를 실시하기 위해, 수평 자세로 유지된 기판을 수직 축선 둘레에 회전시켜, 기판의 처리면에 DHF(Diluted HydroFluoric acid) 등의 처리액이나 DIW(DeIonized Water) 등의 린스액을 공급하는 수법이 일반적으로 채용되고 있다. 이 수법에서는, 공급 라인을 흐르는 액체의 유량을 유량 조정 기구에 의해 조정하고, 그 유량을 미리 설정된 설정 유량에 근접하게 함으로써, 설정량의 액체가 기판에 공급된다. 이러한 유량 조정 기구로서 여러가지 밸브체를 이용할 수 있고, 전형적으로는 니들 밸브라고 불리는 유량 제어 밸브를 적합하게 이용할 수 있다(예컨대 특허문헌 1 참조).
유량계에 의해 유량을 계측하면서, 그 계측 결과에 기초하여 유량 조정 기구를 피드백 제어함으로써, 기판에 대하여 설정량의 액체를 안정적으로 공급할 수 있다. 이러한 유량 조정은, 기판에 액체가 공급되고 있는 동안은 항상 행해진다.
한편, 유량 조정 기구는 기계적인 동작을 수반하는 밸브체 등을 구비하기 때문에, 동작 횟수가 증가함에 따라서, 각 부품의 열화가 진행되고 유량 조정의 정밀도가 떨어져, 액체 유량을 적절하게 조정할 수 없게 되는 문제가 생기기 쉬워진다. 그 때문에, 유량 조정 기구의 수명을 예측하여, 유량 조정 기구가 수명에 도달하기 전에 유량 조정 기구를 교환할 필요가 있다. 특히, 반도체 웨이퍼의 액처리 등과 같이 매우 고도의 유량 조정이 요구되는 경우에는, 매우 짧은 주기, 예컨대 0.5초 주기로 유량 조정 기구의 밸브체의 개폐 동작이 행해진다. 이 때문에, 유량 조정 기구의 동작 횟수가 증가함에 따라서 유량 조정 기구의 수명이 짧아지는 경향이 있어, 교환하는 빈도를 적게 하고자 하는 요구가 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2015-213145호 공보
본 발명은, 기판에 공급하는 액체의 유량을 조정하는 유량 조정 기구의 수명을 길게 할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 일양태는, 기판에 대하여 유체를 공급하는 기판 처리부와, 기판 처리부에 유체를 공급하는 공급 라인과, 공급 라인을 흐르는 유체의 유량을 계측하는 유량계와, 공급 라인에 설치되어, 공급 라인을 흐르는 유체의 유량을 조정하는 유량 조정 기구와, 유량계의 계측 결과에 기초하여 유량 조정 기구를 제어하는 제어부를 구비하고, 제어부는, 유량계의 계측 결과를 제1 주기로 수신하고, 공급 라인을 흐르는 유체의 유량이 미리 설정된 범위에 포함되는 것을 유량계의 계측 결과가 나타내는 경우, 제1 주기의 시간 간격보다 긴 시간 간격의 제2 주기로, 공급 라인을 흐르는 유체의 유량을 유량 조정 기구에 의해 조정시키는 액처리 장치에 관한 것이다.
본 발명의 다른 양태는, 공급 라인을 통해 기판 처리부에 유체를 공급하고, 그 유체를 기판 처리부로부터 기판에 대하여 공급하는 공정과, 공급 라인을 흐르는 유체의 유량을 유량계에 의해 계측하는 공정과, 유량계의 계측 결과가 제어부에 의해 제1 주기로 수신되는 공정과, 유량계의 계측 결과에 기초하여, 제어부에 의해 제어되는 유량 조정 기구에 의해 공급 라인을 흐르는 유체의 유량을 조정하는 공정을 구비하고, 공급 라인을 흐르는 유체의 유량이 미리 설정된 범위에 포함되는 것을 유량계의 계측 결과가 나타내는 경우, 제1 주기의 시간 간격보다 긴 시간 간격의 제2 주기로, 공급 라인을 흐르는 유체의 유량을 유량 조정 기구에 의해 조정시키는 액처리 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 유량 조정 기구의 수명을 길게 할 수 있다.
도 1은, 액처리 장치의 일례의 개요를 나타내는 도면이다.
도 2는, 처리 유닛의 개요를 나타내는 종단 측면도이다.
도 3은, 유량계, 모터 니들 밸브 및 제어부의 구성예를 나타내는 개략도이다.
도 4는, 시간(T)의 경과에 대한, 분기 라인을 흐르는 처리액의 유량과 모터 니들 밸브의 개방도의 관계예를 나타내는 그래프이며, 처리액의 유량의 거동과 모터 니들 밸브의 개방도의 거동이 서로 대응되어 있다.
도 5는, 유량계에 의한 유량 계측 주기(즉 제1 주기)와 모터 니들 밸브에 의한 유량 조정 주기(즉 제2 주기)의 관계예를 나타내는 도면이다.
도 6은, 통상 피드백 프로세스에 있어서, 모터 니들 밸브의 유량 조정 주기를 결정하는 플로우를 나타내는 도면이다.
도 7은, 제1 범위, 제2 범위 및 제3 범위의 크기의 관계의 일례를 나타내는 개념도이다.
도 8은, 제1 범위, 제2 범위 및 제3 범위의 크기의 관계의 다른 예를 나타내는 개념도이다.
도 9는, 처리액의 유량의 범위가 2개로 구분되는 경우에 있어서의, 제1 범위 및 제2 범위의 크기의 관계의 일례를 나타내는 개념도이다.
도 10은, 액처리 공정의 프로세스의 개략을 나타내는 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일실시형태에 관해 설명한다.
우선, 본 발명을 적용 가능한 액처리 장치의 전형예에 관해 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 액처리 장치는, 기판에 대하여 액처리를 행하는 복수의 처리 유닛(액처리 유닛)(16)과, 처리 유닛(16)에 처리액을 공급하는 처리 유체 공급원(70)을 갖고 있다.
처리 유체 공급원(70)은, 처리액을 저류하는 탱크(102)와, 탱크(102)로부터 나와 탱크(102)로 되돌아가는 순환 라인(104)을 갖고 있다. 순환 라인(104)에는 펌프(106)가 설치되어 있다. 펌프(106)는, 탱크(102)로부터 나와 순환 라인(104)을 통과하여 탱크(102)로 되돌아가는 순환류를 형성한다. 펌프(106)의 하류측에 있어서 순환 라인(104)에는, 처리액에 포함되는 파티클 등의 오염 물질을 제거하는 필터(108)가 설치되어 있다. 필요에 따라서, 순환 라인(104)에 보조 기계류(예컨대 히터 등)를 더 설치해도 좋다.
순환 라인(104)에 설정된 접속 영역(110)에, 하나 또는 복수의 분기 라인(112)이 접속되어 있다. 각 분기 라인(112)은, 순환 라인(104)을 흐르는 처리액을 대응하는 처리 유닛(16)에 공급한다. 각 분기 라인(112)에는, 필요에 따라서, 유량 제어 밸브 등의 유량 조정 기구, 필터 등을 설치할 수 있다.
액처리 장치는, 탱크(102)에, 처리액 또는 처리액 구성 성분을 보충하는 탱크액 보충부(116)를 갖고 있다. 탱크(102)에는, 탱크(102) 내의 처리액을 폐기하기 위한 드레인부(118)가 설치되어 있다.
다음으로, 처리 유닛(16)의 전형예에 관해 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2에서는, 위치 관계를 명확하게 하기 위해, 서로 직교하는 X축, Y축 및 Z축을 규정하고, Z축 정방향을 수직 상향 방향으로 한다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 처리 유닛(16)은, 챔버(20)와, 기판 유지 기구(30)와, 처리 유체 공급부(40)와, 회수컵(50)을 구비한다.
챔버(20)는, 기판 유지 기구(30)와 처리 유체 공급부(40)와 회수컵(50)을 수용한다. 챔버(20)의 천장부에는 FFU(Fan Filter Unit)(21)이 설치된다. FFU(21)는 챔버(20) 내에 다운플로우를 형성한다.
기판 유지 기구(30)는, 유지부(31)와, 지주부(32)와, 구동부(33)를 구비한다. 유지부(31)는 웨이퍼(W)를 수평으로 유지한다. 지주부(32)는, 수직 방향으로 연장되는 부재이며, 기단부가 구동부(33)에 의해 회전 가능하게 지지되고, 선단부에 있어서 유지부(31)를 수평으로 지지한다. 구동부(33)는 지주부(32)를 수직축 둘레에 회전시킨다. 이러한 기판 유지 기구(30)는, 구동부(33)를 이용하여 지주부(32)를 회전시킴으로써 지주부(32)에 지지된 유지부(31)를 회전시키고, 이에 따라, 유지부(31)에 유지된 웨이퍼(W)를 회전시킨다.
처리 유체 공급부(40)는 웨이퍼(W)에 대하여 처리 유체를 공급한다. 처리 유체 공급부(40)는 처리 유체 공급원(70)에 접속된다.
회수컵(50)은, 유지부(31)를 둘러싸도록 배치되고, 유지부(31)의 회전에 의해 웨이퍼(W)로부터 비산하는 처리액을 포집한다. 회수컵(50)의 바닥부에는 배액구(51)가 형성되어 있고, 회수컵(50)에 의해 포집된 처리액은, 이러한 배액구(51)로부터 처리 유닛(16)의 외부로 배출된다. 또한, 회수컵(50)의 바닥부에는, FFU(21)로부터 공급되는 기체를 처리 유닛(16)의 외부로 배출하는 배기구(52)가 형성된다.
이상에 개략 구성을 설명한 액처리 장치에 있어서, 예컨대 처리 유닛(16)은, 웨이퍼(W)에 대하여 처리액을 공급하는 기판 처리부로서 기능하며, 순환 라인(104) 및 분기 라인(112)은, 처리 유닛(16)에 처리액을 공급하는 공급 라인으로서 기능한다. 본 실시형태의 액처리 장치는 또한, 공급 라인을 흐르는 처리액의 유량을 계측하는 유량계와, 공급 라인을 흐르는 처리액의 유량을 조정하는 유량 조정 기구와, 유량계의 계측 결과에 기초하여 유량 조정 기구를 제어하는 제어부를 구비한다. 이하, 유량 조정 기구로서 모터 니들 밸브를 사용한 경우의 유량계, 모터 니들 밸브 및 제어부의 구성예에 관해 설명한다.
도 3은, 유량계(22), 모터 니들 밸브(23) 및 제어부(24)의 구성예를 나타내는 개략도이다. 도 3에서는, 처리 유닛(16)을 구성하는 요소의 일부가 간략적으로 나타나 있다.
도 3에 나타내는 실시형태에서는, 각 처리 유체 공급부(40)에 접속되어 공급 라인으로서 기능하는 분기 라인(112)에, 유량계(22) 및 모터 니들 밸브(23)가 설치되어 있다. 도 3에서는, 유량계(22)가 상류측에 배치되고, 모터 니들 밸브(23)가 하류측에 배치되어 있지만, 유량계(22)가 하류측에 배치되고, 모터 니들 밸브(23)가 상류측에 배치되어도 좋다.
유량계(22)는, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량을 계측하고, 그 계측 결과를 나타내는 계측 신호(S1)를 제어부(24)로 보낸다. 한편, 모터 니들 밸브(23)는, 제어부(24)로부터 송신되는 제어 신호(S2)에 기초하여, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량을 조정한다. 제어부(24)는, 유량계(22)로부터의 계측 신호(S1)에 기초하여 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량에 관한 정보를 취득하고, 처리액의 유량을 미리 설정된 설정 유량에 근접하게 하는 데 필요한 모터 니들 밸브(23)의 구동량에 관한 정보를 취득하고, 그 구동량에 기초한 제어 신호(S2)를 모터 니들 밸브(23)로 보낸다. 모터 니들 밸브(23)의 모터가 제어부(24)로부터의 제어 신호(S2)에 기초하여 구동됨으로써, 밸브 개방도가 조정되고, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 모터 니들 밸브(23)에 의해 증감된다.
이들 유량계(22), 모터 니들 밸브(23) 및 제어부(24)에 의해, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량은 설정 유량에 근접하도록 조정된다. 이에 따라, 유지부(31)에 유지되고 지주부(32)에 의해 회전되는 웨이퍼(W)에 대하여, 원하는 양의 처리액이 처리 유체 공급부(40)로부터 공급된다.
전술한 액처리 장치에 있어서, 종래 수법에서는, 유량계(22)의 유량 계측 주기와, 모터 니들 밸브(23)의 유량 조정 주기는 같다. 즉 제어부(24)는, 유량계(22)로부터 계측 신호(S1)를 수신할 때마다, 모터 니들 밸브(23)의 최적의 개방도의 정보를 취득하여 모터 니들 밸브(23)에 제어 신호(S2)를 송신하고, 모터 니들 밸브(23)는 수신한 제어 신호(S2)에 기초하여 처리액의 유량을 조정한다. 이 종래 수법에 의하면, 유량계(22)의 계측 결과에 상관없이, 비교적 짧은 주기로 모터 니들 밸브(23)에 의한 처리액의 유량 조정이 행해진다. 따라서 이 종래 수법에서는, 처리액의 유량이 짧은 주기로 조정되기 때문에, 필연적으로 모터 니들 밸브(23)의 동작 횟수가 증가하고, 모터 니들 밸브(23)의 장치 수명이 짧아져 버린다.
이것에 대하여 본 실시형태에서는, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 미리 설정된 범위에 있는 것을 유량계(22)의 계측 결과가 나타내는 경우에는, 유량계(22)의 계측 간격보다 긴 시간 간격으로, 모터 니들 밸브(23)에 의한 유량 조정이 행해진다. 즉 제어부(24)는, 유량계(22)의 계측 결과를 나타내는 계측 신호(S1)를 제1 주기(P1)로 수신하고, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량을 제1 주기(P1)로 감시한다. 한편, 제어부(24)는, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 미리 설정된 범위에 포함되는 것을 유량계(22)의 계측 결과가 나타내는 경우에는, 제1 주기(P1)의 시간 간격보다 긴 시간 간격의 주기(즉 제2 주기(P2))로, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량을 모터 니들 밸브(23)에 의해 조정시킨다. 제2 주기(P2)로 모터 니들 밸브(23)가 구동되는 전술한 「분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량의 미리 설정된 범위」는, 유량계(22)의 계측 간격보다 긴 시간 간격으로 처리액의 유량을 조정하더라도 폐해가 일어나지 않는 것이 기대되는 범위이다. 따라서, 설정 유량에 비교적 가까운 범위를, 여기서 말하는 「미리 설정된 범위」로 설정하는 것이 가능하다.
도 4는, 시간(T)의 경과에 대한, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량(H1)과 모터 니들 밸브(23)의 개방도(H2)의 관계예를 나타내는 그래프이며, 처리액의 유량(H1)의 거동과 모터 니들 밸브(23)의 개방도(H2)의 거동이 서로 대응되어 있다. 도 4에 있어서, 가로 방향은 시간(T)의 경과를 나타낸다. 또 도 4의 부호 「t1」 및 「t2」 등에 의해 표시되는 범위는 반드시 엄밀하게 정확한 축척비로 나타내고 있는 것은 아니며, 이해를 쉽게 하기 위해 각종 부호로 표시되는 범위 등은 개략적으로 나타내고 있다. 또한 처리액의 유량(H1)에 관해, 도 4의 세로 방향은 유량의 크기를 나타내며, 상측일수록 유량이 큰 것을 나타내고, 하측일수록 유량이 작은 것을 나타낸다. 또한 모터 니들 밸브(23)의 개방도(H2)에 관해, 도 4의 세로 방향은 개방도의 크기를 나타내며, 상측일수록 모터 니들 밸브(23)가 개방되어 유로 단면적이 커지고, 하측일수록 모터 니들 밸브(23)가 폐쇄되어 유로 단면적이 작아지는 것을 나타낸다.
도 4에 나타내는 실시형태에서는, 우선 초기 밸브 개방 프로세스(Ta)가 행해지고, 그 후 통상 피드백 프로세스(Tb)가 행해진다.
초기 밸브 개방 프로세스(Ta)는, 모터 니들 밸브(23)가 완전 폐쇄되어 분기 라인(112)으로부터 처리 유체 공급부(40)에 처리액이 흐르지 않는 상태로부터, 모터 니들 밸브(23)를 개방하여 분기 라인(112)으로부터 처리 유체 공급부(40)에 처리액을 흘리는 프로세스이다. 이 초기 밸브 개방 프로세스(Ta)에서는, 모터 니들 밸브(23)의 개방도가 미리 설정된 개방도에 고정된다. 또, 이 초기 밸브 개방 프로세스(Ta)는 필수 프로세스가 아니며, 필요에 따라서 생략되어도 좋다. 그 경우, 후술하는 통상 피드백 프로세스(Tb)가 처음부터 행해져도 좋다.
한편, 통상 피드백 프로세스(Tb)는, 분기 라인(112)으로부터 처리 유체 공급부(40)로의 처리액의 유량을, 유량계(22)의 계측 결과에 따라서 조정하는 프로세스이다. 이 통상 피드백 프로세스(Tb)에 있어서, 제어부(24)는, 유량계(22)의 계측 결과에 기초하여, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량을 설정 유량(P)에 근접하도록 모터 니들 밸브(23)를 제어한다. 따라서 통상 피드백 프로세스(Tb)는, 분기 라인(112)을 통해 처리 유체 공급부(40)에 처리액을 공급하고, 그 처리액을 처리 유체 공급부(40)로부터 웨이퍼(W)에 대하여 공급하는 공정에 더하여, 처리액의 유량을 유량계(22)에 의해 계측하는 공정 및 처리액의 유량을 모터 니들 밸브(23)에 의해 조정하는 공정을 더 포함한다.
본 실시형태의 통상 피드백 프로세스(Tb)에서는, 구체적으로는, 이하와 같이 하여 모터 니들 밸브(23)의 개방도의 조정 및 처리액의 유량의 조정이 행해진다.
도 4에 나타내는 실시형태에서는, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량에 관해, 제1 범위(R1), 제2 범위(R2) 및 제3 범위(R3)가 설정되어 있다. 제1 범위(R1)는, 설정 유량(P)을 기준으로 하여 정해지는 미리 설정된 범위이며, 설정 유량(P)을 포함하고, 제2 범위(R2) 및 제3 범위(R3)보다 설정 유량(P)에 가까운 범위이다. 한편, 제2 범위(R2)는, 제1 범위(R1)보다 설정 유량(P)으로부터 떨어진 미리 설정된 범위이며, 제3 범위(R3)보다 설정 유량(P)에 가까운 범위이다. 또한 제3 범위(R3)는, 제2 범위(R2)보다 설정 유량(P)으로부터 떨어진 미리 설정된 범위이며, 예컨대 분기 라인(112)을 처리액이 흐르지 않는 경우의 처리액의 유량, 즉 처리액의 유량이 제로(0)인 상태가 제3 범위(R3)에 포함된다.
또, 여기서 말하는 제1 범위(R1) 및 제2 범위(R2)는, 처리액을 사용한 웨이퍼(W)에 대한 액처리를 적절하게 행하는 데에 있어서 허용할 수 있는 범위인 데 비해, 제3 범위(R3)는, 처리액을 사용한 웨이퍼(W)에 대한 액처리를 적절하게 행하는 데에 있어서 허용할 수 없는 범위이다.
이와 같이, 제1 범위(R1)∼제3 범위(R3)를 비교한 경우, 제1 범위(R1)는, 설정 유량(P)에 가장 가까운 범위의 유량의 처리액이 분기 라인(112)을 흐르고 있는 상태를 나타내고, 제3 범위(R3)는, 설정 유량(P)으로부터 가장 동떨어진 범위의 유량의 처리액이 분기 라인(112)을 흐르고 있는 상태를 나타낸다. 그리고 제2 범위(R2)는, 중간적인 범위의 유량의 처리액이 분기 라인(112)을 흐르고 있는 상태를 나타낸다. 따라서 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 제1 범위(R1)에 포함되어 있는 경우, 처리액의 유량은 설정 유량(P)에 가깝기 때문에, 처리액의 유량 조정의 긴급도는 상대적으로 낮다. 한편, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 제3 범위(R3)에 포함되어 있는 경우, 처리액의 유량은 설정 유량(P)으로부터 동떨어졌 있기 때문에, 처리액의 유량 조정의 긴급도는 상대적으로 높다. 또한 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 제2 범위(R2)에 포함되어 있는 경우, 처리액의 유량 조정의 긴급도는 중간이 된다. 이와 같이, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량 조정의 긴급도는, 제1 범위(R1), 제2 범위(R2) 및 제3 범위(R3)의 순으로 높아진다.
본 실시형태의 제어부(24)는, 이러한 처리액의 유량 조정의 긴급도에 따라서, 모터 니들 밸브(23)에 의한 유량 조정의 빈도를 바꾼다. 이에 따라, 모터 니들 밸브(23)의 동작 횟수의 저감이 도모되고 있다. 즉 제어부(24)는, 유량계(22)의 계측 결과가 나타내는 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이, 제1 범위(R1), 제2 범위(R2) 및 제3 범위(R3) 중 어느 범위에 포함되는지에 따라서, 모터 니들 밸브(23)의 동작 주기를 바꾼다.
예컨대, 유량계(22)의 계측 결과가 나타내는 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 제1 범위(R1)에 포함되는 경우, 제어부(24)는, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 모터 니들 밸브(23)에 의해 조정되지 않도록 한다. 또한 유량계(22)의 계측 결과가 나타내는 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 제2 범위(R2)에 포함되는 경우, 제어부(24)는, 전술한 제2 주기(P2)로, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량을 모터 니들 밸브(23)에 의해 조정시킨다. 또한 유량계(22)의 계측 결과가 나타내는 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 제3 범위(R3)에 포함되는 경우, 제어부(24)는, 제2 주기(P2)의 시간 간격보다 짧은 시간 간격의 제3 주기(P3)로, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량을 모터 니들 밸브(23)에 의해 조정시킨다. 특히 본 실시형태에서는, 이 제3 주기(P3)의 시간 간격이 제1 주기(P1)의 시간 간격과 같다. 따라서, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 제3 범위(R3)에 포함되는 경우, 모터 니들 밸브(23)는 제1 주기(P1)로 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량을 조정한다.
다음으로, 도 4에 나타내는 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량(H1)의 거동과, 모터 니들 밸브(23)의 개방도(H2)의 거동에 관해, 구체적으로 설명한다.
우선 초기 밸브 개방 프로세스(Ta)가 행해지고, 모터 니들 밸브(23)는 완전 폐쇄 상태로부터 미리 설정된 개방도까지 개방된다. 이에 따라, 분기 라인(112)으로부터 처리 유체 공급부(40)로 향해 흐르는 처리액의 유량이 급격히 증대되고, 도 4에 나타내는 예에서는, 처리액의 유량이 제3 범위(R3)까지 증대된다(도 4의 부호 「g1」 참조).
이 초기 밸브 개방 프로세스(Ta)에서는, 유량계(22)가 제1 주기(P1)로 처리액의 유량 계측을 행하는 데 비해, 모터 니들 밸브(23)는 처리액의 유량 조정을 주기적으로는 행하지 않는다. 즉 초기 밸브 개방 프로세스(Ta)에서는, 모터 니들 밸브(23)의 피드백 제어는 행해지지 않고, 모터 니들 밸브(23)의 개방도는, 유량계(22)의 계측 결과에 상관없이 미리 설정된 개방도에 고정된다.
그리고, 초기 밸브 개방 프로세스(Ta)가 종료하고 통상 피드백 프로세스(Tb)가 개시되면, 모터 니들 밸브(23)의 피드백 제어가 행해지고, 처리액의 유량에 따라서 처리액의 유량 조정이 행해진다.
도 4에 나타내는 예에서는, 초기 밸브 개방 프로세스(Ta)가 종료하고 통상 피드백 프로세스(Tb)가 개시되는 시점에서, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량(H1)이 제3 범위(R3)에 있다. 따라서 제어부(24)는, 전술한 바와 같이 제1 주기(P1)로, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량을 모터 니들 밸브(23)에 의해 조정시켜, 처리액의 유량을 설정 유량(P)에 근접하게 한다. 구체적으로는, 모터 니들 밸브(23)는 제어부(24)로부터의 제어 신호(S2)에 따라서 개방도를 작게 하여 유로를 좁히고, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량을 저감시킨다.
특히 본 실시형태의 제어부(24)는, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 제3 범위(R3)에 포함되어 있는 것을 나타내는 유량계(22)의 계측 결과를 수신한 타이밍과 실질적으로 동시에, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량을 모터 니들 밸브(23)에 의해 조정시킨다. 도 4에 나타내는 예에서는, 통상 피드백 프로세스(Tb)의 개시시에, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 제3 범위(R3)에 포함되어 있다. 그 때문에 제어부(24)는, 통상 피드백 프로세스(Tb)가 개시된 직후에 유량계(22)로부터 계측 신호(S1)를 수신한 타이밍과 실질적으로 동시에, 모터 니들 밸브(23)에 제어 신호(S2)를 송신하고, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량을 저감시킨다(도 4의 부호 「g2」 참조).
또, 여기서 말하는 「실질적으로 동시」란, 엄밀하게 동시일 필요는 없다는 의미이다. 제어부(24)에서의 계측 신호(S1)의 수신으로부터 제어 신호(S2)의 송신까지 요하는 시간이나, 모터 니들 밸브(23)에서의 제어 신호(S2)의 수신으로부터 밸브 구동까지 요하는 시간은, 실제로는 매우 짧은 시간이다. 따라서, 「제어부(24)가 유량계(22)의 계측 결과를 수신한 타이밍」과 「모터 니들 밸브(23)에 의한 유량 조정이 행해지는 타이밍」의 사이에, 이들 시간에 해당하는 정도의 지연이 있더라도, 그와 같은 지연은 실질적으로 무시할 수 있을 정도의 짧은 시간이다. 따라서, 그와 같은 「제어부(24)에 의한 유량계(22)의 계측 결과의 수신」과 「모터 니들 밸브(23)에 의한 유량 조정」은, 실질적으로 동시에 행해진다고 할 수 있다.
도 4에 나타내는 예에서는, 전술한 통상 피드백 프로세스(Tb)에서의 모터 니들 밸브(23)의 최초의 유량 조정에 의해, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 제3 범위(R3)(도 4의 부호 「g2」 참조)로부터 제2 범위(R2)(도 4의 부호 「g3」 참조)로 변화한다. 따라서 제어부(24)는, 그 후에는 전술한 제2 주기(P2)로, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량을 모터 니들 밸브(23)에 의해 조정시킨다. 즉 제어부(24)는, 제1 주기(P1)로 유량계(22)로부터 계측 신호(S1)를 수신하는 한편, 제2 주기(P2)로 모터 니들 밸브(23)에 제어 신호(S2)를 송신한다.
특히 본 실시형태의 제어부(24)는, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 제2 범위(R2)에 포함되어 있지 않은 상태로부터 제2 범위(R2)에 포함되어 있는 상태로 이행한 것을 나타내는 유량계(22)의 계측 결과를 수신한 타이밍(부호 「g3」 참조)을 기준으로 하여, 모터 니들 밸브(23)가 처리액의 유량을 조정하는 타이밍을 정한다. 그리고 제어부(24)는 적어도, 그와 같은 계측 결과를 수신한 타이밍과 실질적으로 동시에 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량을 모터 니들 밸브(23)에 의해 조정시키지는 않는다.
도 5는, 유량계(22)에 의한 유량 계측 주기(즉 제1 주기(P1))와 모터 니들 밸브(23)에 의한 유량 조정 주기(즉 제2 주기(P2))의 관계예를 나타내는 도면이다. 도 5에 있어서 가로 방향은 시간(T)의 경과를 나타내고, 세로 방향으로 연장되는 실선은, 유량계(22)에 의한 유량 계측 타이밍 및 모터 니들 밸브(23)에 의한 유량 조정 타이밍을 나타낸다. 또 도 5에 있어서 부호 「t1」은 제1 주기(P1)의 시간 간격을 나타내고, 부호 「t2」는 제2 주기(P2)의 시간 간격을 나타내고, 도 4에 나타내는 부호 「t1」 및 「t2」에 관해서도 동일하다.
본 실시형태에서는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 처리액의 유량이 제2 범위(R2)에 포함되어 있지 않은 상태로부터 제2 범위(R2)에 포함되어 있는 상태로 이행한 것을 나타내는 유량계(22)의 계측 결과를 제어부(24)가 수신한 타이밍(부호 「g3」 참조)에서는, 처리액의 유량 조정은 행해지지 않는다. 한편, 그와 같은 계측 결과를 제어부(24)가 수신한 타이밍에 기초하여, 모터 니들 밸브(23)에 의해 처리액의 유량 조정을 행하는 타이밍이 결정된다. 즉, 그와 같은 계측 결과를 제어부(24)가 수신한 타이밍이 제2 주기(P2)의 개시점이 되고, 모터 니들 밸브(23)에 의한 유량 조정을 다음에 행하는 타이밍이 그 개시점으로부터 시간 t2 후로 설정된다. 따라서, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 제2 범위(R2)에 포함되어 있지 않은 상태로부터 제2 범위(R2)에 포함되어 있는 상태로 이행한 것을 제어부(24)가 검지하더라도, 그 검지 타이밍에서는 모터 니들 밸브(23)에 의한 처리액의 유량 조정은 행해지지 않는다. 다만, 그 검지 타이밍으로부터 시간 t2 후에는 모터 니들 밸브(23)에 의한 처리액의 유량 조정이 행해지고, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 설정 유량(P)에 근접하게 된다.
이와 같이, 유량계(22)에 의한 계측 주기(즉 제1 주기(P1))보다 긴 주기(즉 제2 주기(P2))로 모터 니들 밸브(23)를 동작시킴으로써, 모터 니들 밸브(23)의 동작 횟수를 효과적으로 저감할 수 있다. 즉 유량계(22)의 유량 계측 주기와 모터 니들 밸브(23)의 유량 조정 주기가 같은 종래 수법에 비하여, 본 실시형태의 제어 수법에서는, 모터 니들 밸브(23)의 유량 조정 주기가 유량계(22)의 유량 계측 주기보다 길기 때문에, 유량 조정 빈도가 억제되고, 모터 니들 밸브(23)의 동작 횟수는 저감된다. 예컨대, 도 5에서는 「t2=t1×10」의 관계가 만족되기 때문에, 처리액의 유량이 제2 범위(R2)에 있는 동안의 모터 니들 밸브(23)의 동작 횟수는, 종래 수법에 비교해서 10분의 1(즉 1/10)이 된다. 또한 특히, 처리액의 유량이 제2 범위(R2)에 포함되어 있지 않은 상태로부터 제2 범위(R2)에 포함되어 있는 상태로 이행한 것을 나타내는 유량계(22)의 계측 결과를 제어부(24)가 수신한 타이밍과 실질적으로 동시에는 모터 니들 밸브(23)를 동작시키지 않음으로써, 보다 효과적으로 모터 니들 밸브(23)의 동작 횟수를 저감할 수 있다.
또 본 실시형태에서는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 모터 니들 밸브(23)에 의한 처리액의 유량 조정의 타이밍과 거의 동시에, 유량계(22)에 의한 처리액의 유량 계측이 행해지고 있지만, 모터 니들 밸브(23)의 유량 조정 타이밍과 유량계(22)의 유량 계측 타이밍은 어긋나 있어도 좋다.
그리고 도 4에 나타낸 바와 같이, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 제2 범위(R2)에 있는 것을 유량계(22)의 계측 결과가 나타내는 동안은, 제2 주기(P2)로 모터 니들 밸브(23)의 개방도 조정이 반복하여 행해지고, 처리액의 유량이 설정 유량(P)에 근접하게 된다(부호 「g4」 및 「g5」 참조).
그 후, 도 4에 나타내는 예에서는, 유량계(22)의 계측 결과로부터, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 설정 유량(P)보다 지나치게 작아져 제3 범위(R3)에 있는 것이, 제어부(24)에 의해 검지된다(부호 「g6」 참조). 그 때문에 제어부(24)는, 전술한 바와 같이, 그와 같은 계측 결과를 수신한 타이밍과 실질적으로 동시에, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량을 모터 니들 밸브(23)에 의해 조정시킨다. 구체적으로는, 모터 니들 밸브(23)가 개방되고, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 설정 유량(P)에 근접하도록 증대된다.
이와 같이, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 제3 범위(R3)에 있는 것을 검지했다면, 곧바로 모터 니들 밸브(23)를 동작시켜 처리액의 유량을 조정함으로써, 처리액의 유량이 설정 유량(P)으로부터 지나치게 괴리되는 것을 신속하게 방지할 수 있다.
그 후, 도 4에 나타내는 예에서는, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 제1 범위(R1)에 있는 것을 유량계(22)의 계측 결과가 나타낸다(부호 「g7」 참조). 전술한 바와 같이, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 제1 범위(R1)에 있는 동안은, 모터 니들 밸브(23)에 의한 처리액의 유량 조정은 행해지지 않고, 모터 니들 밸브(23)는 실질적으로 동작하지 않고 개방도가 유지된다. 다만, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 제1 범위(R1)에 있는 동안도 유량계(22)에 의한 계측 및 계측 신호(S1)의 송신은 계속적으로 행해지고 있고, 제어부(24)는, 제1 주기(P1)로 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량을 계속 감시하고 있다.
그 후, 도 4에 나타내는 예에서는, 유량계(22)의 계측 결과로부터, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 설정 유량(P)보다 지나치게 커져 제3 범위(R3)에 있는 것이, 제어부(24)에 의해 다시 검지된다(부호 「g8」 참조). 그 때문에, 전술한 바와 같이, 제어부(24)는, 그와 같은 계측 결과를 수신한 타이밍과 실질적으로 동시에, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량을 모터 니들 밸브(23)에 의해 조정시켜 설정 유량(P)에 근접하게 한다.
전술한 바와 같이, 제어부(24)는, 유량계(22)의 계측 결과에 기초하여, 설정 유량(P)으로부터의 괴리의 지표가 되는 제1 범위(R1)∼제3 범위(R3) 중 어디에 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 속하는지에 따라서, 모터 니들 밸브(23)의 유량 조정 주기를 조정한다. 처리액의 유량이 제1 범위(R1)에 속하는 동안은, 모터 니들 밸브(23)의 개폐 동작은 행해지지 않고, 모터 니들 밸브(23)의 동작 횟수의 저감이 도모되고 있다. 한편, 처리액의 유량이 제3 범위(R3)에 속하는 동안은, 모터 니들 밸브(23)의 개폐 동작을 비교적 짧은 주기로 행하여, 처리액의 유량의 신속한 적정화가 도모되고 있다. 그리고 처리액의 유량이 제2 범위(R2)에 속하는 동안은, 모터 니들 밸브(23)의 개폐 동작을 비교적 긴 주기로 행하여, 모터 니들 밸브(23)의 동작 횟수의 저감이 도모됨과 함께, 처리액의 유량의 적정화가 도모되고 있다.
도 6은, 통상 피드백 프로세스(Tb)에 있어서, 모터 니들 밸브(23)의 유량 조정 주기를 결정하는 플로우를 나타내는 도면이다.
도 6에 나타내는 처리 플로우에 있어서, 제어부(24)는, 우선 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 제1 범위(R1) 내에 있는지 어떤지를 판정한다(도 6의 S11). 구체적으로는, 제어부(24)는, 유량계(22)로부터의 계측 신호(S1)에 기초하여 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량에 관한 정보를 취득하고, 그 정보에 기초하여, 처리액의 유량이 제1 범위(R1) 내에 있는지 어떤지를 판정한다.
분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 제1 범위(R1) 내에 있다고 판정되는 경우(S11의 Y), 제어부(24)는, 모터 니들 밸브(23)에 의한 처리액의 유량 조정을 행하지 않는다(S12). 구체적인 수법은 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 제어부(24)로부터 모터 니들 밸브(23)로의 제어 신호(S2)의 송신을 멈추는 것에 의해, 모터 니들 밸브(23)에 의한 처리액의 유량 조정이 행해지지 않도록 할 수 있다.
한편, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 제1 범위(R1) 내에는 없다고 판정되는 경우(S11의 N), 제어부(24)는, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 제2 범위(R2) 내에 있는지 어떤지를 판정한다(S13). 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 제2 범위(R2) 내에 있다고 판정되는 경우(S13의 Y), 제어부(24)는, 모터 니들 밸브(23)에 의한 처리액의 유량 조정을 제2 주기(P2)로 행한다(S14). 구체적으로는, 제어부(24)로부터 모터 니들 밸브(23)에 제어 신호(S2)를 제2 주기(P2)로 보내는 것에 의해, 모터 니들 밸브(23)에 의한 처리액의 유량 조정을 제2 주기(P2)로 행할 수 있다.
한편, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 제2 범위(R2) 내에는 없다고 판정되는 경우(S13의 N), 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량은 제3 범위(R3)에 있기 때문에, 제어부(24)는 모터 니들 밸브(23)에 의한 처리액의 유량 조정을 제1 주기(P1)로 행한다(S15). 구체적으로는, 제어부(24)로부터 모터 니들 밸브(23)에 제어 신호(S2)를 제1 주기(P1)로 보내는 것에 의해, 모터 니들 밸브(23)에 의한 처리액의 유량 조정을 제1 주기(P1)로 행할 수 있다.
그리고 제어부(24)는, 통상 피드백 프로세스(Tb)의 종료까지 전술한 처리단계 S11∼S15를 반복하고(S16의 N), 통상 피드백 프로세스(Tb)의 종료에 의해 도 6에 나타내는 처리 플로우도 종료한다(S16의 Y). 또 제어부(24)는, 통상 피드백 프로세스(Tb)의 종료의 판정을 임의의 수법으로 행할 수 있다. 예컨대, 통상 피드백 프로세스(Tb)의 종료를 지시하는 신호가 제어부(24)에 입력되는 경우, 제어부(24)는, 그와 같은 신호에 기초하여 통상 피드백 프로세스(Tb)의 종료의 판정을 행해도 좋다. 또한, 통상 피드백 프로세스(Tb)의 종료의 타이밍이 미리 정해져 있는 경우, 제어부(24)는, 그와 같은 타이밍에 따라서 통상 피드백 프로세스(Tb)의 종료의 판정을 행해도 좋다.
이상 설명한 바와 같이 본 실시형태의 액처리 장치 및 액처리 방법에 의하면, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량을 긴급도에 따라서 조정함으로써, 처리액의 유량이 설정 유량(P)으로부터 지나치게 크게 괴리되는 것을 방지하면서, 모터 니들 밸브(23)의 동작 횟수를 효과적으로 저감할 수 있다. 즉 처리액의 유량이 긴급도가 높은 제3 범위(R3)에 있는 경우에는, 설정 유량(P)으로부터의 괴리의 저감을 우선하여, 유량계(22)의 계측 타이밍과 동시적으로 모터 니들 밸브(23)에 의해 처리액의 유량 조정을 행하여, 처리액의 유량을 재빨리 설정 유량(P)에 근접하게 할 수 있다. 한편, 긴급도가 그다지 높지 않은 제2 범위(R2)에 처리액의 유량이 있는 경우에는, 유량계(22)의 계측 주기보다 긴 시간 간격으로 모터 니들 밸브(23)에 의해 처리액의 유량 조정을 행하여, 설정 유량(P)으로부터의 괴리를 방지하면서 모터 니들 밸브(23)의 동작 횟수를 저감할 수 있다. 또한 긴급도가 높지 않은 제1 범위(R1)에 처리액의 유량이 있는 경우에는, 모터 니들 밸브(23)에 의한 처리액의 유량 조정이 행해지지 않고, 모터 니들 밸브(23)의 동작 횟수를 한층 더 저감할 수 있다.
예컨대, 종래 수법에서는 10년간 150,000,000회나 되는 다수의 횟수로 모터 니들 밸브(23)를 동작시킬 필요가 있는 전술한 바와 같은 케이스라 하더라도, 전술한 본 실시형태에 의하면 모터 니들 밸브(23)의 동작 횟수를 10년간 20,000,000회 정도까지 저감시키는 것도 가능하다. 즉 본 실시형태의 액처리 방법 및 액처리 장치에 의하면, 종래 수법에 비교하여, 모터 니들 밸브(23)의 동작 횟수를 7분의 1(1/7) 이하까지 저감하는 것도 가능하여, 모터 니들 밸브(23)의 장치 수명을 비약적으로 늘릴 수 있다.
한편, 제어부(24)는, 처리액의 유량 조정의 긴급도에 상관없이, 매우 짧은 시간 간격으로, 유량계(22)로부터 계측 신호(S1)를 수신하고, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량을 계속 감시한다. 따라서, 어떠한 요인에 의해 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 과대 또는 과소가 되었다 하더라도, 제어부(24)는, 그와 같은 처리액의 유량의 변화를 신속히 검지하고, 모터 니들 밸브(23)를 제어하여 처리액의 유량을 재빨리 설정 유량(P)에 근접하도록 조정할 수 있다.
또 처리액의 유량에 이상을 초래하는 그와 같은 요인은 여러가지 현상에 기초하고 있어, 발생 타이밍을 예상 가능한 요인뿐만 아니라, 발생 타이밍을 예상할 수 없는 돌발적인 요인에 의해서도, 처리액의 유량은 흐트러질 수 있다. 예컨대, 도 4의 부호 「D1」로 나타낸 바와 같이, 모터 니들 밸브(23)가 폐쇄되어 있는 상태로부터 미리 설정된 개방도까지 개방되는 초기 밸브 개방 프로세스(Ta)에서는, 설정 유량(P)으로부터 동떨어진 유량의 처리액이 분기 라인(112)을 흐르기 쉽다. 또한 도 1에 나타낸 바와 같이 하나의 탱크(102)에 대하여 복수의 처리 유닛(16)이 접속되어 있는 경우, 각 처리 유닛(16)의 액처리 공정은 다른 처리 유닛(16)의 작동 상태의 영향을 받는다. 따라서 예컨대, 어떤 처리 유닛(16)의 액처리 공정의 도중에 다른 처리 유닛(16)의 액처리 공정이 개시되면, 그 어떤 처리 유닛(16)에 대한 처리액의 공급량이 감소하고, 도 4의 부호 「D2」로 나타낸 바와 같이 처리액의 유량이 저감하는 경우가 있다. 또한 도시는 생략하지만, 하나의 처리 유닛(16)에 대하여 복수의 탱크(102)가 접속되어 있고, 처리 유닛(16)에 대한 처리액의 공급원이, 비어 있는 탱크(102)로부터 가득 차 있는 다른 탱크(102)로 전환될 때에는, 도 4의 부호 「D3」으로 나타낸 바와 같이 처리액의 유량이 갑자기 증대되는 경우가 있다. 본 실시형태의 액처리 방법 및 액처리 장치에 의하면, 전술한 바와 같은 예상 가능한 요인 및 예상할 수 없는 요인에 의해 처리액의 유량이 흐트러지더라도, 재빨리 처리액의 유량을 설정 유량(P)에 근접하게 할 수 있다.
또 본 발명은, 전술한 실시형태 및 변형예에 한정되지 않으며, 당업자가 이를 수 있는 여러가지 변형이 가해진 각종 양태도 본 발명의 범위에 포함될 수 있는 것이며, 본 발명에 의해 발휘되는 효과도 전술한 사항에 한정되지 않는다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상 및 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 특허청구범위 및 명세서에 기재되는 각 요소에 대하여 여러가지 추가, 변경 및 부분적 삭제가 가능하다.
예컨대, 전술한 제1 범위(R1), 제2 범위(R2) 및 제3 범위(R3)는, 반드시 고정적으로 설정되어 있는 범위일 필요는 없고, 유량의 계측 및 조정의 대상이 되는 처리액의 특성, 웨이퍼(W)의 특성, 및 요구되는 유량 조정 정밀도 등에 따라서 가변적으로 설정되어도 좋다. 또한 1회의 액처리 공정(특히 통상 피드백 프로세스(Tb)) 중에서, 전술한 제1 범위(R1), 제2 범위(R2) 및 제3 범위(R3)는 가변적으로 설정되어도 좋다.
도 7은, 제1 범위(R1), 제2 범위(R2) 및 제3 범위(R3)의 크기의 관계의 일례를 나타내는 개념도이다. 도 8은, 제1 범위(R1), 제2 범위(R2) 및 제3 범위(R3)의 크기의 관계의 다른 예를 나타내는 개념도이다. 도 7 및 도 8에 있어서, 횡축은 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량을 나타내고, 부호 「P」는 설정 유량을 나타내고, 부호 「P」보다 좌측으로 멀어짐에 따라서 처리액의 유량이 작은 것을 나타내고, 부호 「P」보다 우측으로 멀어짐에 따라서 처리액의 유량이 큰 것을 나타낸다.
전술한 바와 같이, 제1 범위(R1)에서는 처리액의 유량 조정이 행해지지 않고, 제2 범위(R2)에서는 제1 주기(P1)보다 긴 시간 간격의 제2 주기(P2)로 처리액의 유량 조정이 행해지고, 제3 범위(R3)에서는 제1 주기(P1)로 처리액의 유량 조정이 행해진다. 따라서, 제3 범위(R3)가 차지하는 범위가 클수록 모터 니들 밸브(23)의 동작 횟수는 증가하고, 제1 범위(R1) 및 제2 범위(R2)(특히 제1 범위(R1))가 차지하는 범위가 커질수록 모터 니들 밸브(23)의 동작 횟수는 감소하는 경향이 있다. 한편, 제2 범위(R2) 및 제3 범위(R3)(특히 제3 범위(R3))가 차지하는 범위가 클수록, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 설정 유량(P)으로부터 괴리될 가능성을 저감할 수 있고, 제1 범위(R1)가 차지하는 범위가 클수록 처리액의 유량이 설정 유량(P)으로부터 괴리될 가능성이 높아진다.
따라서 예컨대, 모터 니들 밸브(23)의 동작 횟수를 저감하는 것과, 처리액의 유량을 정밀하게 조정하는 것의 양자를 균형있게 실시하는 것이 요구되는 경우에는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 제2 범위(R2)를 비교적 넓게 하고, 제3 범위(R3)를 비교적 좁게 하는 것이 바람직하다. 한편, 모터 니들 밸브(23)의 동작 횟수의 저감보다, 처리액의 유량 조정을 정밀하게 행하는 것의 우선도가 높은 경우에는, 도 8에 나타낸 바와 같이 제2 범위(R2)를 비교적 좁게 하고 제3 범위(R3)를 비교적 넓게 하거나, 제1 범위(R1)를 비교적 좁게 하거나 하는 것이 바람직하다. 또한 처리액의 유량 조정을 정밀하게 행하는 것보다, 모터 니들 밸브(23)의 동작 횟수를 저감시키는 것의 우선도가 높은 경우에는, 제1 범위(R1) 및/또는 제2 범위(R2)를 비교적 넓게 하고, 제3 범위(R3)를 비교적 좁게 하는 것이 바람직하다.
또한 전술한 실시형태에서는, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량의 범위가 3개로 구분되어 있지만, 2개로 구분되어도 좋고, 4개 이상으로 구분되어도 좋다.
도 9는, 처리액의 유량의 범위가 2개로 구분되는 경우에 있어서의, 제1 구분 범위(A1) 및 제2 구분 범위(A2)의 크기의 관계의 일례를 나타내는 개념도이다. 도 9에 있어서, 횡축은 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량을 나타내고, 부호 「P」는 설정 유량을 나타내고, 부호 「P」보다 좌측으로 멀어짐에 따라서 처리액의 유량이 작은 것을 나타내고, 부호 「P」보다 우측으로 멀어짐에 따라서 처리액의 유량이 큰 것을 나타낸다.
도 9에 나타낸 바와 같이 처리액의 유량의 범위가 제1 구분 범위(A1) 및 제2 구분 범위(A2)로 구분되는 경우, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 설정 유량(P)에 대하여 상대적으로 가까운 미리 설정된 제1 구분 범위(A1)에 있는 경우에는, 모터 니들 밸브(23)의 유량 조정 주기의 시간 간격을 비교적 길게 설정할 수 있다. 한편, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 제1 구분 범위(A1)보다 설정 유량(P)으로부터 떨어진 미리 설정된 제2 구분 범위(A2)에 있는 경우에는, 모터 니들 밸브(23)의 유량 조정 주기의 시간 간격을 비교적 짧게 설정할 수 있다. 이에 따라, 모터 니들 밸브(23)의 동작 횟수를 저감하는 것과, 처리액의 유량을 정밀하게 제어하는 것의 양자를 균형있게 실시하는 것이 가능하다.
또, 설정 유량(P)을 기준으로 하여 정해지는 전술한 제1 구분 범위(A1) 및 제2 구분 범위(A2)에는, 전술한 제1 범위(R1), 제2 범위(R2) 및 제3 범위(R3) 중 어느 것을 할당하는 것이 가능하다. 즉, 제1 구분 범위(A1)를 제1 범위(R1)로 하고 또한 제2 구분 범위(A2)를 제2 범위(R2)로 하거나, 제1 구분 범위(A1)를 제1 범위(R1)로 하고 또한 제2 구분 범위(A2)를 제3 범위(R3)로 하거나, 제1 구분 범위(A1)를 제2 범위(R2)로 하고 또한 제2 구분 범위(A2)를 제3 범위(R3)로 하거나 하는 것이 가능하다.
예컨대, 제1 구분 범위(A1)를 제1 범위(R1)로 하고 또한 제2 구분 범위(A2)를 제2 범위(R2)로 하는 경우, 제어부(24)는, 이하와 같이 하여 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량을 조정한다. 즉, 유량계(22)의 계측 결과가 나타내는 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 제1 구분 범위(A1)(즉 제1 범위(R1))에 포함되는 경우, 제어부(24)는, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 모터 니들 밸브(23)에 의해 조정되지 않도록 한다. 한편, 유량계(22)의 계측 결과가 나타내는 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 제2 구분 범위(A2)(즉 제2 범위(R2))에 포함되는 경우, 제어부(24)는, 전술한 제2 주기(P2)로, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량을 모터 니들 밸브(23)에 의해 조정시킨다.
또한 제1 구분 범위(A1)를 제1 범위(R1)로 하고 또한 제2 구분 범위(A2)를 제3 범위(R3)로 하는 경우, 제어부(24)는, 이하와 같이 하여 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량을 조정한다. 즉, 유량계(22)의 계측 결과가 나타내는 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 제1 구분 범위(A1)(즉 제1 범위(R1))에 포함되는 경우, 제어부(24)는, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 모터 니들 밸브(23)에 의해 조정되지 않도록 한다. 한편, 유량계(22)의 계측 결과가 나타내는 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 제2 구분 범위(A2)(즉 제3 범위(R3))에 포함되는 경우, 제어부(24)는, 전술한 제3 주기(P3)로, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량을 모터 니들 밸브(23)에 의해 조정시킨다. 이 제3 주기의 시간 간격은, 유량계(22)의 유량 계측 주기인 제1 주기(P1)의 시간 간격과 같아도 좋다.
또한 제1 구분 범위(A1)를 제2 범위(R2)로 하고 또한 제2 구분 범위(A2)를 제3 범위(R3)로 하는 경우, 제어부(24)는, 이하와 같이 하여 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량을 조정한다. 즉, 유량계(22)의 계측 결과가 나타내는 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 제1 구분 범위(A1)(즉 제2 범위(R2))에 포함되는 경우, 제어부(24)는, 전술한 제2 주기(P2)로, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량을 모터 니들 밸브(23)에 의해 조정시킨다. 한편, 유량계(22)의 계측 결과가 나타내는 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 제2 구분 범위(A2)(즉 제3 범위(R3))에 포함되는 경우, 제어부(24)는, 전술한 제2 주기(P2)의 시간 간격보다 짧은 시간 간격의 제3 주기(P3)로, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량을 모터 니들 밸브(23)에 의해 조정시킨다. 이 제3 주기의 시간 간격은, 유량계(22)의 유량 계측 주기인 제1 주기(P1)의 시간 간격과 같아도 좋다.
전술한 바와 같이, 모터 니들 밸브(23)에 의한 유량 조정이 행해지지 않는 범위(도 4의 제1 범위(R1) 참조)는 필수는 아니다. 마찬가지로, 유량계(22)에 의한 유량 계측 주기와 동일한 주기로 모터 니들 밸브(23)에 의한 유량 조정이 행해지는 범위(도 4의 제3 범위(R3) 참조)도 필수는 아니다.
또한, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량이 설정 유량(P)으로부터 괴리되기 쉬운 동작 모드를 미리 알고 있는 경우, 그 동안은, 유량계(22)의 계측 결과에 상관없이, 모터 니들 밸브(23)에 의한 유량 조정 주기의 시간 간격을 짧게 설정하고, 처리액의 유량의 설정 유량(P)으로부터의 괴리를 방지해도 좋다. 구체적으로는, 제어부(24)는, 적어도 액처리 장치의 동작 모드가 미리 설정된 제1 동작 모드인 기간은, 유량계(22)의 계측 결과에 상관없이, 상기 제2 주기(P2)의 시간 간격보다 짧은 시간 간격의 제4 주기로, 분기 라인(112)을 흐르는 처리액의 유량을 모터 니들 밸브(23)에 의해 조정시키는 것이 가능하다. 이 제4 주기의 시간 간격은, 유량계(22)의 유량 계측 주기인 제1 주기(P1)의 시간 간격과 같아도 좋다.
도 10은, 액처리 공정의 프로세스의 개략을 나타내는 도면이다. 도 10에 나타내는 액처리 공정은, 액처리 공정의 스타트와 함께 전술한 초기 밸브 개방 프로세스(Ta)가 행해진다. 그리고, 제어 모드 전환 타이밍에, 초기 밸브 개방 프로세스(Ta)로부터 통상 피드백 프로세스(Tb)로 동작 모드가 시프트한다. 그리고, 통상 피드백 프로세스(Tb)가 액처리 공정의 최후까지 계속된다. 전술한 실시형태에서는, 초기 밸브 개방 프로세스(Ta)의 동안은, 모터 니들 밸브(23)의 피드백 제어는 행해지지 않고, 모터 니들 밸브(23)의 개방도는 미리 설정된 개방도에 고정되어 있지만, 초기 밸브 개방 프로세스(Ta)의 동안에도 모터 니들 밸브(23)의 피드백 제어가 행해져도 좋다. 특히, 초기 밸브 개방 프로세스(Ta)의 실시 타이밍에 관한 정보가 제어부(24)에 입력되는 것에 의해, 제어부(24)는 초기 밸브 개방 프로세스(Ta)의 실시 타이밍을 미리 파악하는 것이 가능하다. 따라서 초기 밸브 개방 프로세스(Ta)를 전술한 제1 동작 모드의 기간으로서 설정하고, 제어부(24)는, 초기 밸브 개방 프로세스(Ta)가 행해지고 있는 기간, 유량계(22)의 계측 결과에 상관없이, 처리액의 유량 조정을 전술한 제4 주기로 모터 니들 밸브(23)에 실시시켜도 좋다. 이에 따라, 처리액의 유량이 설정 유량(P)으로부터 괴리되기 쉬운 초기 밸브 개방 프로세스(Ta)(도 4의 부호 「D1」 참조)라 하더라도, 처리액의 유량을 설정 유량(P)에 근접하게 하여, 액처리를 적절하게 행할 수 있다.
또 전술한 제1 동작 모드의 기간은 초기 밸브 개방 프로세스(Ta)에 한정되지 않고, 임의의 프로세스를 전술한 제1 동작 모드의 기간으로서 설정하는 것이 가능하다. 예컨대, 도 1에 도시한 바와 같이 하나의 탱크(102)에 대하여 복수의 처리 유닛(16)이 접속되어 있는 경우에, 어떤 처리 유닛(16)의 액처리 공정의 도중에 다른 처리 유닛(16)의 액처리 공정이 개시되는 타이밍 및 그 전 및/또는 후의 미리 설정된 기간이, 전술한 제1 동작 모드의 기간으로서 설정되어도 좋다. 또한 하나의 처리 유닛(16)에 대하여 복수의 탱크(102)가 접속되어 있는 경우에, 처리 유닛(16)에 대한 처리액의 실질적인 공급원이 되는 탱크(102)를 전환하는 타이밍 및 그 전 및/또는 후의 미리 설정된 기간이, 전술한 제1 동작 모드의 기간으로서 설정되어도 좋다.
또한 전술한 실시형태에서는, 유량계(22)에 의한 유량 계측의 대상 및 모터 니들 밸브(23)에 의한 유량 조정의 대상이 DHF 등의 처리액인 경우에 관해 설명했지만, 이들 대상은 처리액 이외의 유체이어도 좋다. 예컨대 DIW 등의 린스액 또는 다른 유체의 유량을 유량계(22)에 의해 계측하여, 모터 니들 밸브(23)에 의해 조정하는 경우에도, 전술한 실시형태 및 변형예와 같은 액처리 장치 및 액처리 방법을 이용할 수 있다.
또한 전술한 실시형태에서는, 유량 조정 기구로서 모터 니들 밸브를 사용하는 경우에 관해 설명했지만, 다른 기구에 의해 처리액 등의 유체의 유량을 조정하는 경우에도, 전술한 실시형태 및 변형예와 같이 하여 처리를 행할 수 있다.
전술한 바와 같이, 전술한 실시형태 및 변형예에서는, 공급 라인(분기 라인(112))을 흐르는 유체(처리액 등)의 유량이 미리 설정된 범위에 포함되는 것을 유량계(22)의 계측 결과가 나타내는 경우, 제1 주기(P1)의 시간 간격보다 긴 시간 간격의 주기로, 공급 라인을 흐르는 유체의 유량을 유량 조정 기구(모터 니들 밸브(23))에 의해 조정시킨다. 여기서 말하는 「제1 주기(P1)의 시간 간격보다 긴 시간 간격의 주기로 공급 라인을 흐르는 유체의 유량을 유량 조정 기구에 의해 조정시키는 경우」에는, 전술한 제2 범위(R2)와 같이 유체의 유량의 조정이 적극적으로 행해지는 경우뿐만 아니라, 전술한 제1 범위(R1)와 같이 유체의 유량의 조정이 적극적으로 행해지지 않는 경우(즉 유량 조정 주기가 무한대의 시간 간격을 갖는 경우)도 포함된다.
16 : 처리 유닛 22 : 유량계
23 : 모터 니들 밸브 24 : 제어부
112 : 분기 라인 W : 웨이퍼

Claims (11)

  1. 기판에 대하여 유체를 공급하는 기판 처리부와,
    상기 기판 처리부에 상기 유체를 공급하는 공급 라인과,
    상기 공급 라인을 흐르는 상기 유체의 유량을 계측하는 유량계와,
    상기 공급 라인에 설치되어, 상기 공급 라인을 흐르는 상기 유체의 유량을 조정하는 유량 조정 기구와,
    상기 유량계의 계측 결과에 기초하여 상기 유량 조정 기구를 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 유량계의 계측 결과를 제1 주기로 수신하고,
    상기 유량계의 계측 결과가 나타내는 상기 공급 라인을 흐르는 상기 유체의 유량이, 설정 유량을 기준으로 하여 정해지는 미리 설정된 제1 범위에 포함되는 경우, 상기 공급 라인을 흐르는 상기 유체의 유량이 상기 유량 조정 기구에 의해 조정되지 않도록 하고,
    상기 유량계의 계측 결과가 나타내는 상기 공급 라인을 흐르는 상기 유체의 유량이, 상기 제1 범위보다 상기 설정 유량으로부터 떨어진 미리 설정된 제2 범위에 포함되는 경우, 상기 제1 주기의 시간 간격보다 긴 시간 간격의 제2 주기로, 상기 공급 라인을 흐르는 상기 유체의 유량을 상기 유량 조정 기구에 의해 조정시키고,
    상기 유량계의 계측 결과가 나타내는 상기 공급 라인을 흐르는 상기 유체의 유량이, 상기 제2 범위보다 상기 설정 유량으로부터 떨어진 미리 설정된 제3 범위에 포함되는 경우, 상기 제2 주기의 시간 간격보다 짧은 시간 간격의 제3 주기로, 상기 공급 라인을 흐르는 상기 유체의 유량을 상기 유량 조정 기구에 의해 조정시키는 것인, 액처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제3 주기의 시간 간격은 상기 제1 주기의 시간 간격과 같은 것인, 액처리 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 공급 라인을 흐르는 상기 유체의 유량이 상기 제3 범위에 포함되어 있는 것을 나타내는 상기 유량계의 계측 결과를 수신한 타이밍과 동시에, 상기 공급 라인을 흐르는 상기 유체의 유량을 상기 유량 조정 기구에 의해 조정시키는 것인, 액처리 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 공급 라인을 흐르는 상기 유체의 유량이 상기 제2 범위에 포함되어 있지 않은 상태로부터 상기 제2 범위에 포함되어 있는 상태로 이행한 것을 나타내는 상기 유량계의 계측 결과를 수신한 타이밍을 기준으로 하여 상기 유량 조정 기구의 조정 타이밍을 정하고, 적어도 상기 계측 결과를 수신한 타이밍과 동시에는, 상기 공급 라인을 흐르는 상기 유체의 유량을 상기 유량 조정 기구에 의해 조정시키지 않는 것인, 액처리 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어부는, 적어도 액처리 장치의 동작 모드가 미리 설정된 제1 동작 모드인 기간은, 상기 유량계의 계측 결과에 상관없이, 상기 제2 주기의 시간 간격보다 짧은 시간 간격의 제4 주기로, 상기 공급 라인을 흐르는 상기 유체의 유량을 상기 유량 조정 기구에 의해 조정시키는 것인, 액처리 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제4 주기의 시간 간격은 상기 제1 주기의 시간 간격과 같은 것인, 액처리 장치.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 유량계의 계측 결과에 기초하여, 상기 공급 라인을 흐르는 상기 유체의 유량을 설정 유량에 근접하도록 상기 유량 조정 기구를 제어하는 것인, 액처리 장치.
  8. 공급 라인을 통해 기판 처리부에 유체를 공급하고, 상기 유체를 상기 기판 처리부로부터 기판에 대하여 공급하는 공정과,
    상기 공급 라인을 흐르는 상기 유체의 유량을 유량계에 의해 계측하는 공정과,
    상기 유량계의 계측 결과가 제어부에 의해 제1 주기로 수신되는 공정과,
    상기 유량계의 계측 결과에 기초하여, 상기 제어부에 의해 제어되는 유량 조정 기구에 의해 상기 공급 라인을 흐르는 상기 유체의 유량을 조정하는 공정을 포함하고,
    상기 유량계의 계측 결과가 나타내는 상기 공급 라인을 흐르는 상기 유체의 유량이, 설정 유량을 기준으로 하여 정해지는 미리 설정된 제1 범위에 포함되는 경우, 상기 공급 라인을 흐르는 상기 유체의 유량이 상기 유량 조정 기구에 의해 조정되지 않도록 하고,
    상기 유량계의 계측 결과가 나타내는 상기 공급 라인을 흐르는 상기 유체의 유량이, 상기 제1 범위보다 상기 설정 유량으로부터 떨어진 미리 설정된 제2 범위에 포함되는 경우, 상기 제1 주기의 시간 간격보다 긴 시간 간격의 제2 주기로, 상기 공급 라인을 흐르는 상기 유체의 유량을 상기 유량 조정 기구에 의해 조정시키고,
    상기 유량계의 계측 결과가 나타내는 상기 공급 라인을 흐르는 상기 유체의 유량이, 상기 제2 범위보다 상기 설정 유량으로부터 떨어진 미리 설정된 제3 범위에 포함되는 경우, 상기 제2 주기의 시간 간격보다 짧은 시간 간격의 제3 주기로, 상기 공급 라인을 흐르는 상기 유체의 유량을 상기 유량 조정 기구에 의해 조정시키는 것인, 액처리 방법.
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