KR20200138041A - 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 - Google Patents

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법 Download PDF

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KR20200138041A
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다카시 모리
가즈나리 나다
쇼지 우에마에
준이치 신조
신지 히데우라
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

제1 공급 배관에 의해 희석용 액이 공급되고, 제2 공급 배관에 의해 약액이 공급된다. 제1 공급 배관을 흐르는 희석용 액의 유량이 조정부에 의해 조정된다. 혼합 탱크에 있어서 제1 공급 배관에 의해 공급된 희석용 액과 제2 공급 배관에 의해 공급된 약액이 혼합된다. 희석용 액과 약액의 혼합액 중의 약액의 농도가 농도계에 의해 계측된다. 농도계에 의해 계측되는 농도가 설정값이 되도록 희석용 액의 유량의 보정량이 제어부에 의해 결정되고, 결정된 보정량이 조정부에 부여된다. 부여된 보정량에 의거하여 제1 공급 배관을 흐르는 희석용 액의 유량이 조정부에 의해 보정된다.

Description

기판 처리 장치 및 기판 처리 방법{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD}
본 발명은, 희석된 약액을 이용하여 기판에 처리를 행하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼, 액정 표시 장치용 유리 기판, 포토마스크용 유리 기판 또는 광디스크용 유리 기판 등의 기판에 처리액을 이용한 처리를 행하기 위해서 기판 처리 장치가 이용된다. 기판의 에칭 등의 기판 처리를 행하는 기판 처리 장치에 있어서는, 기판에 공급하는 처리액으로서, 희석된 약액이 생성된다.
예를 들어, 일본국 특허 제5043487호 공보에 기재된 기판 처리 장치에 있어서는, 불화수소산 탱크에 저류된 불화수소산의 원액이, 불화수소산 공급관을 통해 혼합부에 공급된다. 또, DIW(De-ionized water)가, DIW 공급관을 통해 상기의 혼합부에 공급된다. 불화수소산 공급관을 통과하는 불화수소산의 원액의 유량이 유량 조절 밸브에 의해 적절히 조정됨으로써, 혼합부에 있어서 원하는 농도를 갖는 희불화수소산이 생성된다.
최근, 반도체의 미세화에 수반하여, 에칭의 정밀도(精度)를 향상시키기 위해서, 에칭에 이용되는 약액의 농도를 높은 정밀도로 안정화시키는 것이 요구되고 있다. 예를 들어, 희불화수소산의 농도를 5000±5ppm의 정밀도로 안정화시키는 것이 요구되고 있다. 그러나, 본 발명자들의 검토 결과, 공장 설비로부터 공급되는 DIW를 이용하는 경우, 일본국 특허 제5043487호 공보에 기재된 방법으로는, 상기의 정밀도로 농도가 안정화된 희불화수소산을 생성하는 것은 어렵다고 하는 것이 판명되었다.
그래서, DIW가 저류된 칭량조를 기판 처리 장치에 설치하고, 당해 칭량조로부터 DIW를 공급하는 것이 생각된다. 이 경우, 극히 대형의 칭량조를 설치할 필요가 있다. 예를 들어, 2.4L의 불화수소산 탱크에 농도 49%의 불화수소산의 원액이 저류되어 있는 경우, 약 1/100의 농도(5000ppm)를 갖는 희불화수소산을 생성하기 위해서는, 약 240L의 DIW가 저류된 칭량조를 설치할 필요가 있다. 그러나, 이러한 대형의 칭량조를 기판 처리 장치에 설치하는 것은 현실적이지 않다.
또, 매엽식의 기판 처리 장치에 있어서는, 복수의 처리부에 의해 동시에 복수의 기판 처리가 행해지기 때문에, 대량의 약액이 일제히 소비된다. 그로 인해, 상기의 불화수소산 탱크의 용량을 소형화함으로써 DIW용의 칭량조를 소형화하는 것은 바람직하지 않다.
본 발명의 목적은, 높은 정밀도로 농도가 안정화된 약액을 생성하는 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명자들은, 다양한 실험 및 고찰을 반복한 결과, 공장 설비로부터 공급되는 희석용 액의 압력의 변동이 생성되는 약액의 농도의 안정성에 영향을 주고 있다고 하는 지견을 얻었다. 희석용 액의 압력이 변동하는 것에 기인하여, 희석용 액의 유량이 비교적 긴 주기로 변동한다. 이러한 공장 설비로부터의 희석용 액의 압력의 변동은, 사용자는 예측하지 못하고, 제어할 수도 없다. 본 발명자들은, 이러한 사정을 고려한 후에, 약액의 농도를 높은 정밀도로 안정화하는 것을 가능하게 하는 구성을 찾아내어, 이하의 본 발명을 도출했다.
(1) 본 발명의 일국면에 따르는 기판 처리 장치는, 희석된 약액을 이용하여 기판에 처리를 행하는 기판 처리 장치로서, 희석용 액을 공급하는 제1 배관과, 약액을 공급하는 제2 배관과, 상기 제1 배관을 흐르는 희석용 액의 유량을 조정하는 제1 조정부와, 상기 제1 배관에 의해 공급된 희석용 액과 상기 제2 배관에 의해 공급된 약액을 혼합하는 혼합 탱크와, 희석용 액과 약액의 혼합액 중의 약액의 농도를 계측하는 농도계와, 상기 농도계에 의해 계측되는 농도가 설정값이 되도록 희석용 액의 유량의 보정량을 결정하고, 결정된 보정량을 상기 제1 조정부에 부여하는 제어부를 구비하며, 제1 조정부는, 제어부에 의해 부여된 보정량에 의거하여 제1 배관을 흐르는 희석용 액의 유량을 보정한다.
이 기판 처리 장치에 있어서는, 제1 배관에 의해 희석용 액이 공급되고, 제2 배관에 의해 약액이 공급된다. 제1 배관을 흐르는 희석용 액의 유량이 제1 조정부에 의해 조정된다. 혼합 탱크에 있어서 제1 배관에 의해 공급된 희석용 액과 제2 배관에 의해 공급된 약액이 혼합된다. 희석용 액과 약액이 혼합된 혼합액 중의 약액의 농도가 농도계에 의해 계측된다. 농도계에 의해 계측되는 농도가 설정값이 되도록 희석용 액의 유량의 보정량이 결정되고, 결정된 보정량이 제1 조정부에 부여된다.
이 구성에 의하면, 희석용 액의 압력이 변동하는 것에 기인하여 희석용 액의 유량이 변동하는 경우에서도, 농도계에 의해 계측되는 농도가 설정값이 되도록 결정된 보정량에 의거하여 제1 배관을 흐르는 희석용 액의 유량이 제1 조정부에 의해 보정된다. 이로써, 혼합 탱크에 있어서, 혼합액으로서 높은 정밀도로 농도가 안정화된 약액을 생성할 수 있다.
(2) 기판 처리 장치는, 약액을 저류하는 약액 탱크를 추가로 구비하고, 제2 배관은, 약액 탱크에 접속되어, 약액 탱크에 저류된 약액을 혼합 탱크에 공급해도 된다. 이 경우, 약액이 약액 탱크로부터 제2 배관을 통해 혼합 탱크에 공급되므로, 제2 배관을 흐르는 약액의 압력의 변동이 억제된다. 이로써, 제2 배관을 흐르는 약액의 유량을 용이하게 안정화할 수 있다. 그 결과, 높은 정밀도로 농도가 안정화된 약액을 보다 용이하게 생성할 수 있다.
(3) 약액 탱크는, 제1 약액 탱크와 제2 약액 탱크를 포함하고, 제1 약액 탱크에 저류된 약액과, 제2 약액 탱크에 저류된 약액은, 제2 배관에 의해 번갈아 혼합 탱크에 공급되어도 된다. 이 경우, 기판의 처리를 정체시키지 않고 혼합 탱크에 약액을 공급할 수 있다.
(4) 기판 처리 장치는, 제1 배관에 의해 공급되는 희석용 액과 제2 배관에 의해 공급되는 약액을 혼합하면서 혼합 탱크로 이끄는 제3 배관을 추가로 구비해도 된다. 이 경우, 제3 배관에 있어서 혼합액을 효율적으로 생성할 수 있다.
(5) 기판 처리 장치는, 제3 배관으로부터 분기하도록 설치되어, 제1 배관에 의해 공급된 희석용 액과 제2 배관에 의해 공급된 약액의 혼합액을 혼합 탱크로 이끌지 않고 배출하는 제4 배관을 추가로 구비해도 된다. 이 경우, 희석용 액 또는 약액의 유량이 안정되지 않은 시점에서 제3 배관에 있어서 생성된 혼합액을 혼합 탱크로 이끌지 않고 배출할 수 있다. 이로써, 혼합 탱크에 있어서, 보다 높은 정밀도로 농도가 안정화된 약액을 생성할 수 있다.
(6) 제1 조정부는 전동 압력조절 레귤레이터여도 된다. 이 구성에 의하면, 제1 배관을 흐르는 희석용 액의 유량이 비교적 큰 경우에서도, 용이하게 희석용 액의 유량을 조정할 수 있다.
(7) 기판 처리 장치는, 제2 배관을 흐르는 약액의 유량을 조정하는 제2 조정부를 추가로 구비해도 된다. 이 구성에 의하면, 제2 배관을 흐르는 약액의 유량을 용이하게 안정화할 수 있다. 이로써, 높은 정밀도로 농도가 안정화된 약액을 보다 용이하게 생성할 수 있다.
(8) 제2 조정부는, 모터 니들 밸브여도 된다. 이 구성에 의하면, 제3 배관을 흐르는 약액의 유량이 비교적 작은 경우에서도, 용이하게 약액의 유량을 조정할 수 있다.
(9) 제1 배관의 내경은 제2 배관의 내경보다 커도 된다. 이 경우, 비교적 큰 유량에서의 희석용 액의 공급과, 비교적 작은 유량에서의 약액의 공급을 용이하게 행할 수 있다.
(10) 약액의 농도에 대해서 제1 역치 범위가 설정되고, 제어부는, 농도계에 의해 계측되는 농도가 제1 역치 범위 밖에 있는 경우, 희석용 액의 유량의 보정량을 결정해도 된다. 이 경우, 높은 정밀도로 농도가 안정화된 약액을 간단한 제어로 생성할 수 있다.
(11) 약액의 농도에 대해서 제1 역치 범위를 포함하는 제2 역치 범위가 설정되고, 농도계에 의해 계측되는 농도가 제2 역치 범위 밖에 있는 경우, 제1 배관에 의한 희석용 액의 공급 및 제2 배관에 의한 약액의 공급이 정지되어도 된다. 이 경우, 농도가 안정되지 않은 약액이 생성되는 것을 억제할 수 있다.
(12) 제1 배관은, 기판 처리 장치가 설치되는 공장에 있어서 희석용 액을 공급하는 설비에 접속되어도 된다. 이 경우, 기판 처리 장치를 대형화하지 않고 대량의 희석용 액을 공급할 수 있다. 또, 공장 설비로부터 공급되는 희석용 액의 압력이 변동하는 경우에서도, 높은 정밀도로 농도가 안정화된 약액을 생성할 수 있다.
(13) 기판 처리 장치는, 기판을 처리하는 기판 처리부와, 혼합 탱크에 저류된 혼합액을 기판 처리부에 공급하는 제5 배관을 추가로 구비하고, 농도계는, 제5 배관을 흐르는 혼합액 중의 약액의 농도를 계측하도록 설치되어도 된다. 이 경우, 농도계가 혼합액을 기판 처리부에 공급하는 제5 배관에 설치되므로, 기판 처리에 이용하는 약액의 농도를 보다 정확하게 계측할 수 있다.
(14) 본 발명의 다른 국면에 따르는 기판 처리 방법은, 희석된 약액을 이용하여 기판에 처리를 행하는 기판 처리 방법으로서, 제1 배관에 의해 희석용 액을 공급하는 단계와, 제2 배관에 의해 약액을 공급하는 단계와, 제1 배관을 흐르는 희석용 액의 유량을 조정부에 의해 조정하는 단계와, 혼합 탱크에 있어서 제1 배관에 의해 공급된 희석용 액과 제2 배관에 의해 공급된 약액을 혼합하는 단계와, 희석용 액과 약액의 혼합액 중의 약액의 농도를 농도계에 의해 계측하는 단계와, 농도계에 의해 계측되는 농도가 설정값이 되도록 희석용 액의 유량의 보정량을 결정하고, 결정된 보정량을 조정부에 부여하는 단계를 포함하며, 희석용 액의 유량을 조정부에 의해 조정하는 단계는, 부여된 보정량에 의거하여 제1 배관을 흐르는 희석용 액의 유량을 조정부에 의해 보정하는 것을 포함한다.
이 구성에 의하면, 희석용 액의 압력이 변동하는 것에 기인하여 희석용 액의 유량이 변동하는 경우에서도, 혼합 탱크에 있어서, 혼합액으로서 높은 정밀도로 농도가 안정화된 약액을 생성할 수 있다.
(15) 약액의 농도에 대해서 역치 범위가 설정되고, 보정량을 결정하는 것은, 농도계에 의해 계측되는 농도가 역치 범위 밖인 상태가 소정 시간 이상 계속된 경우에 보정량을 결정하는 것을 포함해도 된다. 이 경우, 높은 정밀도로 농도가 안정화된 약액을 간단한 제어로 생성할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일실시 형태에 따르는 기판 처리 장치의 구성을 도시한 도면,
도 2는, 도 1의 처리실의 내부의 구성을 도시한 측면도,
도 3은, 도 1의 약액 생성부의 구성을 도시한 도면,
도 4는, 제어부의 구성을 도시한 도면,
도 5는, 약액 보충 프로그램에 의해 행해지는 약액 보충 처리의 알고리즘을 도시한 플로차트,
도 6은, 약액 보충 프로그램에 의해 행해지는 약액 보충 처리의 알고리즘을 도시한 플로차트이다.
(1) 기판 처리 장치의 구성
이하, 본 발명의 일실시 형태에 따르는 기판 처리 장치에 대해 도면을 이용하여 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 기판이란, 반도체 기판, 액정 표시 장치 혹은 유기 EL(Electro Luminescence) 표시 장치 등의 FPD(Flat Panel Display)용 기판, 광디스크용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 세라믹 기판 또는 태양 전지용 기판 등을 말한다.
도 1은, 본 발명의 일실시 형태에 따르는 기판 처리 장치의 구성을 도시한 도면이다. 도 1 및 후술하는 도 2에는, 위치 관계를 명확하게 하기 위해서 서로 직교하는 X방향, Y방향 및 Z방향을 나타낸 화살표를 붙이고 있다. X방향 및 Y방향은 수평면 내에서 서로 직교하고, Z방향은 연직 방향에 상당한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 기판 처리 장치(300)는, 기판 처리부(100), 약액 생성부(200) 및 제어부(310)를 구비하고, 예를 들어 공장에 설치된다. 도 1에는, 주로 기판 처리부(100)의 모식적 평면도가 도시되어 있다.
기판 처리 장치(300)가 설치되는 공장에는, 공장 설비(공장 용력)로서, 약액 공급원(301), 희석용 액 공급원(302) 및 질소 가스 공급원(303, 304)이 설치된다. 약액 공급원(301)은, 약액의 원액(이하, 원(原)약액으로 부른다)을 공급한다. 본 예에서는, 원약액은 농도 49%의 불화수소산이다. 희석용 액 공급원(302)은, 약액을 희석하기 위한 희석용 액을 공급한다. 본 예에서는, 희석용 액은 DIW(De-ionized water)이다. 각 질소 가스 공급원(303, 304)은, 질소 가스를 공급한다. 질소 가스 공급원(303, 304)은, 동일한 질소 가스 공급원이어도 된다.
약액 생성부(200)는, 상기의 공장 설비를 이용하여 원약액이 희석된 희석 약액을 생성해, 기판 처리부(100)에 공급한다. 본 예에서는, 희석 약액은 농도 5000ppm의 불화수소산(희불화수소산)이다. 희불화수소산의 농도는, 5000±5ppm의 정밀도로 안정화되는 것이 바람직하다. 약액 생성부(200)의 상세한 구성에 대해서는 후술한다.
제어부(310)는, CPU(중앙 연산 처리 장치) 및 메모리, 또는 마이크로 컴퓨터 등으로 이루어진다. 제어부(310)의 메모리에는 후술하는 약액 보충 프로그램이 기억된다. 제어부(310)는, 기판 처리부(100) 및 약액 생성부(200)에 있어서의 다양한 구성 요소를 제어한다.
기판 처리부(100)는, 약액 생성부(200)에 의해 생성된 약액을 이용하여 한 장씩 기판(W)에 처리(본 예에서는 에칭)를 행하는 매엽식의 장치이며, 인덱서 블록(110), 제1 처리 블록(120), 반송 블록(130), 제2 처리 블록(140) 및 제3 처리 블록(150)을 구비한다. 인덱서 블록(110), 제1 처리 블록(120), 반송 블록(130), 제2 처리 블록(140) 및 제3 처리 블록(150)은, X방향으로 이 순으로 늘어서도록 배치된다.
인덱서 블록(110)은, 복수의 캐리어 재치부(111) 및 반송부(112)를 포함한다. 각 캐리어 재치부(111)에는, 복수의 기판(W)을 다단으로 수납하는 캐리어(113)가 올려놓여진다. 반송부(112)에는, 기판(W)을 유지하면서 그 기판(W)을 반송하는 반송 기구(반송 로봇)(114)가 설치된다.
제1 처리 블록(120)은, 처리실(121, 122) 및 수도부(受渡部)(123)를 포함한다. 처리실(121)과 처리실(122)은, Y방향에 있어서 수도부(123)를 사이에 두고 대향하도록 설치된다. 각 처리실(121, 122)에는, 기판(W)에 처리를 행하는 복수의 처리 유닛(10)이 설치된다. 수도부(123)에는, 반송 기구(114)와 후술하는 반송 기구(132) 사이에서 수도되는 기판(W)이 일시적으로 올려놓여진다. 수도부(123)에는, 복수의 기판(W)이 올려놓여져도 된다. 반송 블록(130)은, 반송실(131)을 포함한다. 반송실(131)에는, 기판(W)을 유지하면서 그 기판(W)을 반송하는 반송 기구(132)가 설치된다.
제2 처리 블록(140)은, 처리실(141, 142) 및 수도부(143)를 포함한다. 처리실(141)과 처리실(142)은, Y방향에 있어서 수도부(143)를 사이에 두고 대향하도록 설치된다. 각 처리실(141, 142)에는, 복수의 처리 유닛(10)이 설치된다. 수도부(143)에는, 반송 기구(132)와 후술하는 반송 기구(154) 사이에서 수도되는 기판(W)이 일시적으로 올려놓여진다. 수도부(143)에는, 복수의 기판(W)이 올려놓여져도 된다. 본 예에서는, 수도부(143)는, 기판(W)을 유지하면서, X방향으로 소정의 거리만큼 반송(셔틀 반송)하는 것이 가능하다.
제3 처리 블록(150)은, 처리실(151, 152) 및 반송실(153)을 포함한다. 처리실(151)과 처리실(152)은, Y방향에 있어서 반송실(153)을 사이에 두고 대향하도록 설치된다. 각 처리실(151, 152)에는, 복수의 처리 유닛(10)이 설치된다. 반송실(153)에는, 기판(W)을 유지하면서 그 기판(W)을 반송하는 반송 기구(154)가 설치된다.
도 2는, 도 1의 처리실(121, 141, 151)의 내부의 구성을 도시한 측면도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 각 처리실(121, 141, 151)에는, 복수(본 예에서는 4개)의 처리 유닛(10)이 Z방향으로 적층되도록 배치된다. 마찬가지로, 도 1의 각 처리실(122, 142, 152)에도, 복수(본 예에서는 4개)의 처리 유닛(10)이 Z방향으로 적층되도록 배치된다. 따라서, 본 예에서는, 24개의 처리 유닛(10)이 기판 처리부(100)에 설치된다.
각 처리 유닛(10)은, 스핀 척(11), 약액 노즐(12) 및 컵(13)을 포함한다. 스핀 척(11)은, 기판(W)을 유지한 상태로, 도시하지 않은 구동 장치(예를 들어, 전동 모터)에 의해 회전 구동된다. 약액 노즐(12)은, 약액 생성부(200)에 의해 생성된 약액을 스핀 척(11)에 의해 회전되는 기판(W)에 공급한다. 이로써, 기판(W)에 에칭이 행해진다. 컵(13)은, 스핀 척(11)을 둘러싸도록 설치되어, 기판 처리시에 기판(W)으로부터 흩뿌려지는 약액을 받아들인다.
도 1 및 도 2를 참조하면서 기판 처리부(100)의 동작을 설명한다. 인덱서 블록(110)의 캐리어 재치부(111)에, 미처리의 기판(W)이 수용된 캐리어(113)가 올려놓여진다. 반송 기구(114)는, 캐리어(113)로부터 제1 처리 블록(120)의 수도부(123)에 미처리의 기판(W)을 반송한다. 또, 반송 기구(114)는, 수도부(123)에 올려놓여진 에칭 완료된 기판(W)을 캐리어(113)에 반송한다.
반송 블록(130)의 반송 기구(132)는, 수도부(123)에 올려놓여진 미처리의 기판(W)을 제1 처리 블록(120)의 처리실(121, 122)에 있어서의 어느 한 처리 유닛(10) 또는 제2 처리 블록(140)의 수도부(143)에 반송한다. 처리실(121, 122)의 어느 한 처리 유닛(10)에 반송된 기판(W)에는, 에칭이 행해진다. 또, 반송 기구(132)는, 처리실(121, 122)에 있어서의 어느 한 처리 유닛(10) 또는 수도부(143)에 올려놓여진 에칭 완료된 기판(W)을 수도부(123)에 반송한다.
제3 처리 블록(150)의 반송 기구(154)는, 수도부(143)에 올려놓여진 미처리의 기판(W)을 제2 또는 제3 처리 블록(140, 150)의 처리실(141, 142, 151, 152)에 있어서의 어느 한 처리 유닛(10)에 반송한다. 처리실(141, 142, 151, 152)의 어느 한 처리 유닛(10)에 반송된 기판(W)에는, 에칭이 행해진다. 또, 반송 기구(154)는, 처리실(141, 142, 151, 152)에 있어서의 어느 한 처리 유닛(10)에 올려놓여진 에칭 완료된 기판(W)을 수도부(143)에 반송한다.
본 예에서는, 24개의 처리 유닛(10) 중, 예를 들어 최대로 18개의 처리 유닛(10)에 의해 동시에 기판(W)의 에칭이 행해진다. 또, 기판(W) 한 장당 약 4L의 약액이 이용된다. 그로 인해, 기판 처리부(100)에서는, 대량(본 예에서는 72L)의 약액이 일제히 소비된다. 따라서, 약액 생성부(200)에는, 대량의 약액을 생성하여, 기판 처리부(100)에 공급하는 것이 요구된다.
(2) 약액 생성부의 구성
도 3은, 도 1의 약액 생성부(200)의 구성을 도시한 도면이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 약액 생성부(200)는, 주로 2개의 약액 탱크(210, 220), 혼합 탱크(230), 폐액 탱크(240) 및 복수의 배관을 포함한다. 이하의 설명에서는, 각 배관에 있어서 원약액, 희석용 액 또는 희석 약액이 흐르는 방향을 하류 방향이라고 정의하고, 그 반대 방향을 상류 방향이라고 정의한다. 각 약액 탱크(210, 220)는, 원약액을 저류하는 예를 들어 용량 2.4L의 탱크이다. 약액 탱크(210, 220)에는, 공급 배관(20), 가압 배관(30) 및 공급 배관(40)이 접속된다.
공급 배관(20)은, 1개의 주관(21) 및 2개의 지관(22, 23)을 갖는다. 주관(21)의 상류 단부는, 약액 공급원(301)에 접속된다. 지관(22, 23)은, 주관(21)의 하류 단부와 약액 탱크(210, 220) 사이에 각각 접속된다. 주관(21)에는, 필터(24)가 끼워 넣어진다. 지관(22, 23)에는, 밸브(25, 26)가 각각 끼워 넣어진다. 밸브(25)가 개방됨으로써, 약액 공급원(301)으로부터 원약액이 필터(24)를 통해 약액 탱크(210)에 공급되고, 저류된다. 마찬가지로, 밸브(26)가 개방됨으로써, 약액 공급원(301)으로부터 원약액이 필터(24)를 통해 약액 탱크(220)에 공급되고, 저류된다.
가압 배관(30)은, 1개의 주관(31) 및 2개의 지관(32, 33)을 갖는다. 주관(31)의 상류 단부는, 질소 가스 공급원(303)에 접속된다. 지관(32, 33)은, 주관(31)의 하류 단부와 약액 탱크(210, 220) 사이에 각각 접속된다. 지관(32, 33)에는, 밸브(34, 35)가 각각 끼워 넣어진다. 밸브(34, 35)가 개방됨으로써, 질소 가스 공급원(303)으로부터 질소 가스가 약액 탱크(210, 220)에 각각 공급된다. 이로써, 각 약액 탱크(210, 220)에 저류된 원약액이 공급 배관(40)을 통해 하류에 압송된다.
공급 배관(40)은, 1개의 주관(41) 및 2개의 지관(42, 43)을 갖는다. 지관(42, 43)은, 주관(41)의 상류 단부와 약액 탱크(210, 220) 사이에 각각 접속된다. 주관(41)의 하류 단부는, 후술하는 혼합 배관(60)에 접속된다. 주관(41)에는, 유량계(44) 및 조정부(45)가 끼워 넣어진다. 유량계(44)는, 주관(41)을 흐르는 원약액의 유량을 계측하고, 계측되는 유량을 제어부(310)에 부여한다. 조정부(45)는, 예를 들어 모터 니들 밸브 또는 LFC(Liquid Flow Controller)이며, 제어부(310)에 의한 제어에 의거하여 주관(41)을 흐르는 원약액의 유량을 조정한다. 또한, 각 약액 탱크(210, 220)로부터 공급되는 원약액의 유량은 비교적 작다. 그로 인해, 주관(41) 및 지관(42, 43)의 각각의 내경은 비교적 작다(예를 들어 4mm~8mm).
희석용 액 공급원(302)과 혼합 배관(60) 사이를 접속하도록 공급 배관(50)이 설치된다. 공급 배관(50)에는, 밸브(51), 유량계(52) 및 조정부(53)가 끼워 넣어진다. 밸브(51)가 개방됨으로써, 희석용 액 공급원(302)으로부터 공급되는 희석용 액이 공급 배관(50)을 흐른다. 또한, 희석용 액 공급원(302)으로부터 공급되는 희석용 액의 유량은 비교적 크다(예를 들어 50L/분~75L/분). 그로 인해, 공급 배관(50)의 내경은 비교적 크다(예를 들어 1인치). 유량계(52)는, 공급 배관(50)을 흐르는 희석용 액의 유량을 계측하고, 계측되는 유량을 제어부(310)에 부여한다. 조정부(53)는, 예를 들어 전동 압력조절 레귤레이터이며, 제어부(310)에 의한 제어에 의거하여 공급 배관(50)을 흐르는 희석용 액의 유량을 조정한다.
혼합 탱크(230)는, 원약액과 희석용 액의 혼합액을 희석 약액으로서 저류하는 예를 들어 용량 68L의 탱크이다. 혼합 탱크(230)에는, 혼합 배관(60), 가압 배관(70), 배액 배관(80) 및 혼합 배관(90)이 접속된다.
혼합 배관(60)은, 1개의 주관(61) 및 2개의 지관(62, 63)을 갖는다. 주관(61)의 상류 단부는, 공급 배관(50)의 하류 단부 및 공급 배관(40)의 주관(41)의 하류 단부에 접속된다. 지관(62)은, 주관(61)의 하류 단부와 혼합 탱크(230) 사이에 접속된다. 지관(63)은, 주관(61)의 하류 단부와 폐액 탱크(240) 사이에 접속된다. 지관(62, 63)에는, 밸브(64, 65)가 각각 끼워 넣어진다.
주관(61)에 있어서, 희석용 액 공급원(302)으로부터 공급되는 희석용 액과, 공급 배관(40)으로부터 이끌린 원약액이 혼합됨으로써 희석 약액이 효율적으로 생성된다. 주관(61)에 있어서 생성된 희석 약액은, 지관(62)을 통해 혼합 탱크(230)에 공급되고, 저류된다.
희석 약액의 생성 개시 직후 및 생성 종료 직후에는, 밸브(34, 35, 51)의 개폐의 시간차 등에 의해 희석용 액 또는 원약액의 유량이 안정되지 않기 때문에, 생성되는 희석 약액의 농도가 불안정해지는 일이 있다. 그래서, 희석 약액의 생성 개시 직후에는, 소정 시간(예를 들어 3초~5초간) 밸브(65)가 개방됨과 더불어 밸브(64)가 폐지됨으로써 농도가 불안정한 희석 약액이 폐액 탱크(240)에 폐기된다(프리 드레인). 또, 희석 약액의 생성 종료 직후에도, 소정 시간(예를 들어 1초간) 밸브(65)가 개방됨과 더불어 밸브(64)가 폐지됨으로써 농도가 불안정한 희석 약액이 폐액 탱크(240)에 폐기된다(포스트 드레인). 이로써, 농도가 안정된 희석 약액을 혼합 탱크(230)에 공급할 수 있다.
가압 배관(70)은, 질소 가스 공급원(304)과 혼합 탱크(230) 사이에 접속된다. 가압 배관(70)에는, 밸브(71)가 끼워 넣어진다. 밸브(71)가 개방됨으로써, 질소 가스 공급원(304)으로부터 질소 가스가 혼합 탱크(230)에 공급된다. 이로써, 혼합 탱크(230)에 저류된 희석 약액이 배액 배관(80)을 통해 폐액 탱크(240)에 폐기된다.
배액 배관(80)은, 혼합 탱크(230)와 폐액 탱크(240) 사이에 접속된다. 배액 배관(80)에는, 밸브(81)가 끼워 넣어진다. 밸브(81)가 개방됨으로써, 혼합 탱크(230)에 저류된 잉여의 희석 약액이 폐액 탱크(240)에 폐기된다.
혼합 배관(90)은, 1개의 주관(91) 및 2개의 지관(92, 93)을 갖는다. 주관(91)의 상류 단부는, 혼합 탱크(230)에 접속된다. 지관(92)은, 희석 약액의 순환에 이용하는 순환 배관이며, 주관(91)의 하류 단부와 혼합 탱크(230) 사이에 접속된다. 지관(93)은, 기판(W)의 처리에 이용하는 처리 배관이며, 주관(91)의 하류 단부와 기판 처리부(100) 사이에 접속된다. 주관(91)에는, 농도계(94) 및 히터(95)가 끼워 넣어진다. 지관(92)에는, 펌프(96), 필터(97) 및 밸브(98)가 끼워 넣어진다. 지관(93)에는, 밸브(99)가 끼워 넣어진다.
농도계(94)는, 주관(91)을 흐르는 희석 약액의 농도를 계측하고, 계측되는 농도를 제어부(310)에 부여한다. 농도계(94)에 의한 계측 결과는, 상기의 조정부(53)의 제어에 이용된다. 펌프(96)가 구동함과 더불어, 밸브(98)가 개방됨으로써, 혼합 탱크(230)로부터의 희석 약액이, 히터(95)에 의해 가열된 후, 필터(97)를 통해 혼합 탱크(230)에 순환된다. 밸브(99)가 개방됨으로써, 혼합 탱크(230)로부터의 희석 약액이, 히터(95)에 의해 가열된 후, 기판 처리부(100)에 공급된다.
혼합 탱크(230)에는, 4개의 액면 센서(231, 232, 233, 234)가 설치된다. 액면 센서(231, 232, 233, 234)는, 혼합 탱크(230)에 저류된 희석 약액의 제1, 제2, 제3 및 제4 액면을 각각 검출하도록 배치된다. 본 예에서는, 제1, 제2, 제3 및 제4 액면은, 혼합 탱크(230)에 저류된 희석 약액의 용량이 각각 5L, 45L, 60L 및 65L일 때의 액면이다. 또, 액면 센서(231~234)는, 검출 결과를 제어부(310)에 부여한다.
제어부(310)는, 액면 센서(232, 233)에 의한 검출 결과에 의거하여, 약액 탱크(210, 220)로부터 번갈아 혼합 탱크(230)에 원약액이 공급되도록 밸브(34, 35)를 제어함과 더불어, 희석용 액 공급원(302)으로부터 혼합 탱크(230)에 희석용 액이 공급되도록 밸브(51)를 제어한다. 이로써, 혼합 탱크(230)에 소정 범위의 용량의 희석 약액이 상시 저류된다. 따라서, 기판 처리부(100)에서 희석 약액이 대량으로 소비되는 경우에서도, 기판 처리부(100)에 희석 약액을 공급할 수 있다.
(3) 약액 생성부의 동작
공급 배관(40)으로부터 공급되는 원약액의 유량과 공급 배관(50)으로부터 공급되는 희석용 액의 유량이 소정의 비율(약 1：100)로 혼합됨으로써, 상기의 농도( 약 5000ppm)를 갖는 희석 약액이 생성된다고 생각된다. 그러나, 단지 원약액의 유량과 희석용 액의 유량의 비율을 일정하게 유지하는 것만으로는, 상기의 높은 정밀도(5000±5ppm)로 농도가 안정화된 희석 약액을 생성할 수 없는 것이 판명되었다.
본 발명자들은, 다양한 실험 및 고찰을 반복한 결과, 공장 설비인 희석용 액 공급원(302)으로부터 공급되는 희석용 액의 압력의 변동이 희석 약액의 농도의 안정성에 영향을 주고 있다고 하는 지견을 얻었다. 희석용 액의 압력이 변동하는 것에 기인하여, 희석용 액의 유량이 1~2주간의 주기로 장기적으로 변동한다. 이러한 공장 설비로부터의 희석용 액의 압력의 변동은, 사용자는 예측하지 못하고, 제어할 수도 없다.
그래서, 본 실시 형태에 있어서는, 농도에 대해서 제1 역치 범위가 설정된다. 제1 역치 범위는, 미리 설정된 제1 하한 역치와 미리 설정된 제1 상한 역치 사이의 범위이다. 농도계(94)에 의해 계측되는 농도가 제1 역치 범위 밖에 있는 상태가 일정 시간 계속된 경우에는, 제1 플래그가 온이 된다. 한편, 농도계(94)에 의해 계측되는 농도가 제1 역치 범위 밖에 있는 경우에서도, 그 상태가 일정 시간 계속되지 않는 경우에는, 제1 플래그가 오프가 된다.
액면 센서(232)에 의해 제2 액면이 검출된 시점에서, 혼합 탱크(230)로의 희석 약액의 공급(보충)이 개시된다. 여기서, 제1 플래그가 오프인 경우에는, 미리 설정된 유량으로 공급된 원약액과, 미리 설정된 유량으로 공급된 희석용 액이 혼합됨으로써 희석 약액이 생성되고, 생성된 희석 약액이 혼합 탱크(230)에 보충된다.
한편, 제1 플래그가 온인 경우에는, 계측되는 농도에 대응하여 희석용 액의 유량의 보정(예를 들어 오프셋 보정)이 행해진다. 미리 설정된 유량으로 공급된 원약액과, 상기의 보정이 행해진 유량으로 공급된 희석용 액이 혼합됨으로써 희석 약액이 생성되고, 생성된 희석 약액이 혼합 탱크(230)에 보충된다. 이로써, 희석용 액의 압력이 변동하는 경우에서도, 농도가 높은 정밀도로 안정화된 희석 약액을 간단한 제어로 생성할 수 있다. 희석 약액의 보충은, 액면 센서(232)에 의해 제3 액면이 검출될 때까지 계속된다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 액면 센서(231)에 의해 제1 액면이 검출된 경우, 또는 액면 센서(234)에 의해 제4 액면이 검출된 경우에는, 약액 생성부(200)의 제어가 정지된다. 이때, 경보가 출력되어도 된다. 경보의 출력으로는, 예를 들어 알람 등에 의한 경보음의 발생이어도 되고, 램프 등에 의한 경보 표시여도 된다.
또, 본 실시 형태에 있어서는, 농도에 대해서 제2 역치 범위가 설정된다. 제2 역치 범위는, 미리 설정된 제2 하한 역치와 미리 설정된 제2 상한 역치 사이의 범위이다. 제2 하한 역치는 제1 하한 역치보다 작고, 제2 상한 역치는 제1 상한 역치보다 크다.
농도계(94)에 의해 계측되는 농도가 제2 역치 범위 밖에 있는 상태가 일정 시간 계속된 경우에는, 제2 플래그가 온이 된다. 한편, 농도계(94)에 의해 계측되는 농도가 제2 역치 범위 밖에 있는 경우에서도, 그 상태가 일정 시간 계속되지 않는 경우에는, 제2 플래그가 오프가 된다. 제2 플래그가 온이 된 경우에는, 약액 생성부(200)의 제어가 정지된다. 이 경우, 농도가 안정되지 않은 희석 약액이 생성되는 것을 억제할 수 있다. 이때, 상기와 같은 경보가 출력되어도 된다.
(4) 약액 보충 처리
도 4는, 제어부(310)의 구성을 도시한 도면이다. 도 5 및 도 6은, 약액 보충 프로그램에 의해 행해지는 약액 보충 처리의 알고리즘을 도시한 플로차트이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 제어부(310)는, 농도 취득부(311), 플래그 전환부(312), 액면 취득부(313), 유량 결정부(314), 약액 생성부(315), 드레인 실행부(316) 및 약액 보충부(317)를 포함한다.
제어부(310)의 CPU가 메모리에 기억된 약액 보충 프로그램을 실행함으로써, 제어부(310)의 기능부가 실현된다. 제어부(310)의 기능부의 일부 또는 전부가 전자 회로 등의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다. 이하, 도 4의 제어부(310) 그리고 도 5 및 6의 플로차트를 이용하여 약액 보충 처리를 설명한다. 또한, 초기 상태에 있어서는, 밸브(98)를 제외한 모든 밸브는 폐지되어, 제1 및 제2 플래그는 오프이다. 또, 펌프(96)는, 상시 구동하고 있다. 그로 인해, 혼합 탱크(230)에 저류된 희석 약액은 지관(92)(순환 배관)을 통해 상시 순환한다.
우선, 농도 취득부(311)는, 농도계(94)에 의해 계측되는 희석 약액의 농도를 취득한다(단계 S1). 단계 S1은, 후술하는 단계 S12가 실행될 때까지 정기적으로 반복된다. 다음으로, 플래그 전환부(312)는, 농도 취득부(311)에서 취득된 농도가 제1 역치 범위 밖인지의 여부를 판정한다(단계 S2). 농도가 제1 역치 범위 밖이 아닌 경우, 액면 취득부(313)는, 액면 센서(232)에 의해 제2 액면이 검출되었는지의 여부를 판정한다(단계 S3).
제2 액면이 검출되어 있지 않은 경우, 액면 취득부(313)는 단계 S2로 돌아온다. 농도가 제1 역치 범위 밖이 되거나, 또는 제2 액면이 검출될 때까지 단계 S2, S3이 반복된다. 단계 S3에서 제2 액면이 검출된 경우, 유량 결정부(314)는, 제1 플래그가 오프이므로, 희석용 액의 유량을 미리 설정된 유량으로 결정한다(단계 S4). 그 후, 처리는 단계 S12로 진행된다.
단계 S2에서 농도가 제1 역치 범위 밖인 경우, 플래그 전환부(312)는, 일정 시간이 경과했는지의 여부를 판정한다(단계 S5). 일정 시간이 경과되어 있지 않은 경우, 플래그 전환부(312)는 단계 S2로 돌아온다. 농도가 제1 역치 범위 밖이 아니게 되거나, 또는 일정 시간이 경과할 때까지 단계 S2, S5가 반복된다. 단계 S5에서 일정 시간이 경과된 경우, 플래그 전환부(312)는 제1 플래그를 온으로 한다(단계 S6).
계속해서, 플래그 전환부(312)는, 농도가 제1 역치 범위 이내로 돌아왔는지의 여부를 판정한다(단계 S7). 농도가 제1 역치 범위 이내로 돌아온 경우, 플래그 전환부(312)는, 일정 시간이 경과했는지의 여부를 판정한다(단계 S8). 일정 시간이 경과되어 있지 않은 경우, 플래그 전환부(312)는 단계 S7로 돌아온다. 농도가 제1 역치 범위 밖인 상태가 유지되거나, 또는 일정 시간이 경과할 때까지 단계 S7, S8이 반복된다. 단계 S8에서 일정 시간이 경과된 경우, 플래그 전환부(312)는 제1 플래그를 오프로 하고(단계 S9), 단계 S1로 돌아온다.
단계 S7에서 농도가 제1 역치 범위 이내로 돌아오지 않는 경우, 액면 취득부(313)는, 액면 센서(232)에 의해 제2 액면이 검출되었는지의 여부를 판정한다(단계 S10). 제2 액면이 검출되어 있지 않은 경우, 액면 취득부(313)는 단계 S7로 돌아온다. 농도가 제1 역치 범위 이내로 돌아오거나, 또는 제2 액면이 검출될 때까지 단계 S7, S10이 반복된다.
단계 S10에서 제2 액면이 검출된 경우, 유량 결정부(314)는, 제1 플래그가 온이므로, 취득된 농도에 대응하여 희석용 액의 유량의 보정량을 결정하고, 결정된 보정량에 의거하여 희석용 액의 유량을 결정한다(단계 S11). 그 후, 처리는 단계 S12로 진행된다.
단계 S12에 있어서, 농도 취득부(311)는, 희석 약액의 농도의 취득을 종료한다(단계 S12). 다음으로, 약액 생성부(315)는, 희석 약액의 생성을 개시한다(단계 S13). 구체적으로는, 단계 S13에서는, 약액 탱크(210) 또는 약액 탱크(220)로부터 미리 설정된 유량으로 원약액이 공급되도록, 밸브(34) 또는 밸브(35)가 개방된다. 또, 희석용 액이 공급되도록 밸브(51)가 개방된다. 또한, 희석용 액의 유량이 단계 S4 또는 단계 S11에서 결정된 유량이 되도록, 유량계(52)에 의해 계측되는 유량에 의거하여 조정부(53)가 제어된다.
이로써, 혼합 배관(60)의 주관(61)에 있어서, 원약액과 희석용 액이 혼합됨으로써 희석 약액이 생성된다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 희석 약액의 공급 타이밍(제2 액면이 검출되는 타이밍)마다, 약액 탱크(210)와 약액 탱크(220)를 번갈아 이용하여 원약액이 공급된다.
다음으로, 드레인 실행부(316)는, 밸브(65)를 개방함으로써 프리 드레인을 개시한다(단계 S14). 소정 시간 후, 드레인 실행부(316)는, 밸브(65)를 폐지함으로써 프리 드레인을 종료한다(단계 S15). 계속해서, 약액 보충부(317)는, 밸브(64)를 개방함으로써 혼합 탱크(230)로의 희석 약액의 보충을 개시한다(단계 S16).
그 후, 액면 취득부(313)는, 액면 센서(233)에 의해 제3 액면이 검출되었는지의 여부를 판정한다(단계 S17). 제3 액면이 검출되어 있지 않은 경우, 액면 취득부(313)는 제3 액면이 검출될 때까지 대기한다. 제3 액면이 검출된 경우, 약액 보충부(317)는, 밸브(64)를 폐지함으로써 혼합 탱크(230)로의 희석 약액의 보충을 종료한다(단계 S18).
다음으로, 드레인 실행부(316)는, 밸브(65)를 개방함으로써 포스트 드레인을 개시한다(단계 S19). 또, 약액 생성부(315)는, 밸브(34, 35, 51)를 폐지함으로써 희석 약액의 생성을 종료한다(단계 S20). 소정 시간 후, 드레인 실행부(316)는, 밸브(65)를 폐지함으로써 포스트 드레인을 종료한다(단계 S21).
그 후, 약액 생성부(315)는, 설정된 시간(이하, 체크 딜레이 시간이라고 부른다)이 경과했는지의 여부를 판정한다(단계 S22). 체크 딜레이 시간은, 혼합 탱크(230)에 저류된 희석 약액의 농도를 더 안정화시키기 위한 시간이며, 예를 들어 0초~30초의 사이에 설정할 수 있다. 체크 딜레이 시간이 경과되어 있지 않은 경우, 약액 생성부(315)는 체크 딜레이 시간이 경과할 때까지 대기한다. 체크 딜레이 시간이 경과한 경우, 처리가 단계 S1로 돌아온다. 그 후, 상기의 약액 보충 처리가 반복된다. 사용자가 소정의 지령을 행한 경우, 약액 보충 처리가 종료한다.
또한, 상기의 약액 보충 처리에 있어서는, 플래그 전환부(312)에 의해 제2 플래그의 상태가 상시 감시되어, 제2 플래그가 오프일 때에 처리가 진행한다. 제2 플래그가 온으로 전환되었을 때에는, 어느 처리가 실행되고 있었는지에 상관없이 경보가 출력됨과 더불어, 약액 보충 처리가 종료한다. 또, 단계 S3, S10, S18 등에서, 액면 센서(231)에 의해 제1 액면이 검출된 경우, 또는 액면 센서(234)에 의해 제4 액면이 검출된 경우에도, 약액 보충 처리가 종료한다.
(5) 효과
본 실시 형태에 따르는 기판 처리 장치(300)에 있어서는, 공급 배관(50)에 의해 희석용 액이 공급되고, 공급 배관(40)에 의해 원약액이 공급된다. 여기서, 희석용 액은, 공장 설비인 희석용 액 공급원(302)으로부터 공급된다. 그로 인해, 기판 처리 장치(300)를 대형화하지 않고 대량의 희석용 액을 공급할 수 있다. 공급 배관(50)을 흐르는 희석용 액의 유량이 조정부(53)에 의해 조정된다.
혼합 탱크(230)에 있어서 공급 배관(50)에 의해 공급된 희석용 액과 공급 배관(40)에 의해 공급된 원약액이 혼합된다. 희석용 액과 원약액이 혼합된 희석 약액의 농도가 농도계(94)에 의해 계측된다. 농도계(94)는, 희석 약액을 기판 처리부(100)에 공급하는 혼합 배관(90)에 설치되므로, 기판 처리에 이용하는 희석 약액의 농도를 보다 정확하게 계측할 수 있다. 농도계(94)에 의해 계측되는 농도가 설정값이 되도록 희석용 액의 유량의 보정량이 제어부(310)에 의해 결정되고, 결정된 보정량이 조정부(53)에 부여된다.
이 구성에 의하면, 희석용 액의 압력이 변동하는 것에 기인하여 희석용 액의 유량이 변동하는 경우에서도, 농도계(94)에 의해 계측되는 농도가 설정값이 되도록 결정된 보정량에 의거하여 공급 배관(50)을 흐르는 희석용 액의 유량이 조정부(53)에 의해 보정된다. 이로써, 혼합 탱크(230)에 있어서, 높은 정밀도로 농도가 안정화된 희석 약액을 생성할 수 있다.
원약액은, 약액 탱크(210, 220)로부터 공급 배관(40)을 통해 혼합 탱크(230)에 공급되므로, 공급 배관(40)을 흐르는 원약액의 압력의 변동이 억제된다. 그로 인해, 공급 배관(40)을 흐르는 원약액의 유량을 용이하게 안정화할 수 있다. 이로써, 높은 정밀도로 농도가 안정화된 희석 약액을 보다 용이하게 생성할 수 있다. 약액 탱크(210)에 저류된 원약액과, 약액 탱크(220)에 저류된 원약액은, 번갈아 혼합 탱크(230)에 공급되므로, 기판(W)의 처리를 정체시키지 않고 혼합 탱크(230)에 원약액을 공급할 수 있다.
또, 상기의 제어에 의하면, 기판 처리 장치(300)의 사용자는 수작업으로 희석용 액 및 원약액의 유량을 조정하는 등의 보수 작업을 행할 필요가 없다. 따라서, 상기의 보수 작업을 위해서 기판 처리 장치(300)의 동작을 정지시킬 필요가 없다. 이로써, 기판 처리의 효율을 향상시킬 수 있다.
(6) 다른 실시 형태
(a) 상기 실시 형태에 있어서, 약액 생성부(200)는 혼합 탱크(230)에 번갈아 원약액을 공급하도록 구성된 2개의 약액 탱크(210, 220)를 포함하는데, 실시 형태는 이것에 한정되지 않는다. 약액 생성부(200)는, 혼합 탱크(230)에 번갈아 원약액을 공급하도록 구성된 3개 이상의 약액 탱크를 포함해도 된다. 혹은, 혼합 탱크(230)에 충분한 양의 원약액을 공급 가능한 경우에는, 약액 생성부(200)는 약액 탱크를 1개만 포함해도 된다. 또, 약액 공급원(301)으로부터 공급되는 원약액의 압력의 변동이 작은 경우에는, 약액 생성부(200)는 약액 탱크를 포함하지 않아도 된다.
(b) 상기 실시 형태에 있어서, 약액 생성부(200)는, 공급 배관(40)을 흐르는 원약액의 유량을 조정하는 조정부(45)를 포함하는데, 실시 형태는 이것에 한정되지 않는다. 공급 배관(40)을 흐르는 원약액의 유량이 안정되어 있는 경우에는, 약액 생성부(200)는 조정부(45)를 포함하지 않아도 된다.
(c) 상기 실시 형태에 있어서, 약액 생성부(200)는 혼합 배관(60)을 포함하는데, 실시 형태는 이것에 한정되지 않는다. 약액 생성부(200)는, 혼합 배관(60)을 포함하지 않아도 된다. 이 경우, 공급 배관(50)의 하류 단부 및 공급 배관(40)의 주관(41)의 하류 단부의 각각은, 혼합 탱크(230)에 직접 접속된다.
(d) 상기 실시 형태에 있어서, 농도계(94)는 혼합 배관(90)에 설치되는데, 실시 형태는 이것에 한정되지 않는다. 농도계(94)는, 희석 약액의 농도가 계측 가능한 한, 약액 생성부(200)의 어느 한 부분에 설치되어도 된다. 따라서, 농도계(94)는, 혼합 배관(60)에 끼워 넣어도 되고, 혼합 탱크(230) 내에 배치되어도 된다.
(e) 상기 실시 형태에 있어서, 약액 생성부(200)는 희석 약액으로서 희불화수소산을 생성하는데, 실시 형태는 이것에 한정되지 않는다. 약액 생성부(200)는 희인산 등의 다른 희석 약액을 생성해도 된다.
(f) 상기 실시 형태에 있어서, 기판 처리부(100)는 희석 약액을 이용한 기판 처리로서 에칭을 행하는데, 실시 형태는 이것에 한정되지 않는다. 기판 처리부(100)는, 희석 약액을 이용한 다른 기판 처리(예를 들어 기판 세정)를 행해도 된다.
(7) 실시예
실시예로서, 상기의 실시 형태에 따르는 약액 생성부(200)에 의해 희석 약액으로서 희불화수소산이 생성되었다. 한편, 비교예로서, 조정부(53)에 의한 희석용 액의 유량의 보정이 행해지지 않고 희석 약액으로서 희불화수소산이 생성되었다. 또, 실시예 및 비교예의 각각에 있어서 생성된 희불화수소산의 농도가 계측되었다.
그 결과, 실시예에 있어서는, 희불화수소산의 농도는 5000±5ppm이 되었다. 한편, 비교예에 있어서는, 희불화수소산의 농도는 5000±10ppm이 되었다. 이들 결과로부터, 조정부(53)에 의한 희석용 액의 유량의 보정이 행해짐으로써, 높은 정밀도로 농도가 안정화된 희불화수소산을 생성할 수 있는 것이 확인되었다.
또한, 실시예 및 비교예의 각각에 있어서 생성된 희불화수소산을 이용하여 기판(W)의 에칭이 행해졌다. 그 결과, 실시예에 있어서 생성된 희불화수소산을 이용한 경우에는, 기판(W)의 에칭의 변동량이 2Å가 되었다. 한편, 비교예에 있어서 생성된 희불화수소산을 이용한 경우에는, 기판(W)의 에칭의 변동량이 5Å가 되었다. 이들의 결과, 높은 정밀도로 농도가 안정화된 희불화수소산을 이용함으로써, 에칭의 변동량을 60% 개선할 수 있는 것이 확인되었다.
(8) 청구항의 각 구성 요소와 실시 형태의 각 부의 대응 관계
상기 실시 형태에 있어서는, 기판(W)이 기판의 예이고, 기판 처리 장치(300)가 기판 처리 장치의 예이며, 공급 배관(50, 40)이 각각 제1 및 제2 배관의 예이다. 혼합 배관(60)에 있어서의 주관(61) 및 지관(62)이 제3 배관의 예이고, 혼합 배관(60)에 있어서의 지관(63)이 제4 배관의 예이며, 혼합 배관(90)이 제5 배관의 예이다.
조정부(53)가 제1 조정부 또는 조정부의 예이고, 조정부(45)가 제2 조정부의 예이며, 혼합 탱크(230)가 혼합 탱크의 예이고, 농도계(94)가 농도계의 예이며, 제어부(310)가 제어부의 예이다. 약액 탱크(210)가 약액 탱크 또는 제1 약액 탱크의 예이고, 약액 탱크(220)가 약액 탱크 또는 제2 약액 탱크의 예이며, 기판 처리부(100)가 기판 처리부의 예이다.

Claims (15)

  1. 희석된 약액을 이용하여 기판에 처리를 행하는 기판 처리 장치로서,
    희석용 액을 공급하는 제1 배관과,
    약액을 공급하는 제2 배관과,
    상기 제1 배관을 흐르는 희석용 액의 유량을 조정하는 제1 조정부와,
    상기 제1 배관에 의해 공급된 희석용 액과 상기 제2 배관에 의해 공급된 약액을 혼합하는 혼합 탱크와,
    희석용 액과 약액의 혼합액 중의 약액의 농도를 계측하는 농도계와,
    상기 농도계에 의해 계측되는 농도가 설정값이 되도록 희석용 액의 유량의 보정량을 결정하고, 결정된 보정량을 상기 제1 조정부에 부여하는 제어부를 구비하며,
    상기 제1 조정부는, 상기 제어부에 의해 부여된 보정량에 의거하여 상기 제1 배관을 흐르는 희석용 액의 유량을 보정하는, 기판 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    약액을 저류하는 약액 탱크를 추가로 구비하고,
    상기 제2 배관은, 상기 약액 탱크에 접속되어, 상기 약액 탱크에 저류된 약액을 상기 혼합 탱크에 공급하는, 기판 처리 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 약액 탱크는, 제1 약액 탱크와 제2 약액 탱크를 포함하고,
    상기 제1 약액 탱크에 저류된 약액과, 상기 제2 약액 탱크에 저류된 약액은, 상기 제2 배관에 의해 번갈아 상기 혼합 탱크에 공급되는, 기판 처리 장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 배관에 의해 공급되는 희석용 액과 상기 제2 배관에 의해 공급되는 약액을 혼합하면서 상기 혼합 탱크로 이끄는 제3 배관을 추가로 구비하는, 기판 처리 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제3 배관으로부터 분기하도록 설치되어, 상기 제1 배관에 의해 공급된 희석용 액과 상기 제2 배관에 의해 공급된 약액의 혼합액을 상기 혼합 탱크로 이끌지 않고 배출하는 제4 배관을 추가로 구비하는, 기판 처리 장치.
  6. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 조정부는 전동 압력조절 레귤레이터인, 기판 처리 장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 배관을 흐르는 약액의 유량을 조정하는 제2 조정부를 추가로 구비하는, 기판 처리 장치.
  8. 청구항 7에 있어서
    상기 제2 조정부는 모터 니들 밸브인, 기판 처리 장치.
  9. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 배관의 내경은 상기 제2 배관의 내경보다 큰, 기판 처리 장치.
  10. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    약액의 농도에 대해서 제1 역치 범위가 설정되고,
    상기 제어부는, 상기 농도계에 의해 계측되는 농도가 상기 제1 역치 범위 밖에 있는 경우, 희석용 액의 유량의 보정량을 결정하는, 기판 처리 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    약액의 농도에 대해서 상기 제1 역치 범위를 포함하는 제2 역치 범위가 설정되고,
    상기 농도계에 의해 계측되는 농도가 상기 제2 역치 범위 밖에 있는 경우,
    상기 제1 배관에 의한 희석용 액의 공급 및 상기 제2 배관에 의한 약액의 공급이 정지되는, 기판 처리 장치.
  12. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 배관은, 상기 기판 처리 장치가 설치되는 공장에 있어서 희석용 액을 공급하는 설비에 접속되는, 기판 처리 장치.
  13. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    기판을 처리하는 기판 처리부와,
    상기 혼합 탱크에 저류된 혼합액을 상기 기판 처리부에 공급하는 제5 배관을 추가로 구비하고,
    상기 농도계는, 상기 제5 배관을 흐르는 혼합액 중의 약액의 농도를 계측하도록 설치되는, 기판 처리 장치.
  14. 희석된 약액을 이용하여 기판에 처리를 행하는 기판 처리 방법으로서,
    제1 배관에 의해 희석용 액을 공급하는 단계와,
    제2 배관에 의해 약액을 공급하는 단계와,
    상기 제1 배관을 흐르는 희석용 액의 유량을 조정부에 의해 조정하는 단계와,
    혼합 탱크에 있어서 상기 제1 배관에 의해 공급된 희석용 액과 상기 제2 배관에 의해 공급된 약액을 혼합하는 단계와,
    희석용 액과 약액의 혼합액 중의 약액의 농도를 농도계에 의해 계측하는 단계와,
    상기 농도계에 의해 계측되는 농도가 설정값이 되도록 희석용 액의 유량의 보정량을 결정하고, 결정된 보정량을 상기 조정부에 부여하는 단계를 포함하며,
    상기 희석용 액의 유량을 조정부에 의해 조정하는 단계는,
    부여된 보정량에 의거하여 상기 제1 배관을 흐르는 희석용 액의 유량을 상기 조정부에 의해 보정하는 것을 포함하는, 기판 처리 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    약액의 농도에 대해서 역치 범위가 설정되고,
    상기 보정량을 결정하는 것은, 상기 농도계에 의해 계측되는 농도가 상기 역치 범위 밖인 상태가 소정 시간 이상 계속된 경우에 상기 보정량을 결정하는 것을 포함하는, 기판 처리 방법.
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