処理液供給機構、処理液供給方法、液処理装置、および記憶媒体
【課題】供給しようとする液体に対する不都合を生じさせずに、流量制御器における気泡の発生を確実に防止することができる液供給機構を提供すること。
【解決手段】処理液供給機構３は、処理液タンク２１と、処理液供給配管２２と、処理液の通流断面積を変化させる可変オリフィス部を有する流量制御器２７と、可変オリフィス部より前段の一次側の液圧および後段の二次側の液圧を求める圧力検出器２６，２８と、予め記憶された、処理液の液圧と対応する液圧における溶存可能な気体成分の量との関係から、処理液から気泡が発生し始める一次側の液圧と二次側の液圧との差圧ΔＰｓを求め、このΔＰｓの値以下の閾値ΔＰｔを設定し、実際に求められた一次側の液圧と二次側の液圧との差圧ΔＰｅの値がΔＰｔに達したか否かを判断し、ΔＰｅの値がΔＰｔに達したと判断した場合に、処理液の気泡の発生を抑制するように処理液の状態を制御する制御機構３０とを有する。
【解決手段】処理液供給機構３は、処理液タンク２１と、処理液供給配管２２と、処理液の通流断面積を変化させる可変オリフィス部を有する流量制御器２７と、可変オリフィス部より前段の一次側の液圧および後段の二次側の液圧を求める圧力検出器２６，２８と、予め記憶された、処理液の液圧と対応する液圧における溶存可能な気体成分の量との関係から、処理液から気泡が発生し始める一次側の液圧と二次側の液圧との差圧ΔＰｓを求め、このΔＰｓの値以下の閾値ΔＰｔを設定し、実際に求められた一次側の液圧と二次側の液圧との差圧ΔＰｅの値がΔＰｔに達したか否かを判断し、ΔＰｅの値がΔＰｔに達したと判断した場合に、処理液の気泡の発生を抑制するように処理液の状態を制御する制御機構３０とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の液体を流量制御して供給する液供給機構および液供給方法、そのような液供給機構を備えた液処理装置、ならびに記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造プロセスやフラットパネルディスプレー（ＦＰＤ）の製造プロセスにおいては、洗浄処理、レジスト塗布処理、現像処理等の液処理が施される。このような液処理を行う液処理装置においては、処理液供給機構により処理チャンバ内に処理液を供給して半導体ウエハ等の被処理基板に所定の液処理を施す。
【０００３】
このような処理液供給機構は、処理液を所定の圧力で配管内に通流させて処理チャンバに供給するものであり、その配管には処理液を所定の流量に制御する流量制御器が設けられている。流量制御器としては、流路の断面積を変化させることにより流量を制御するものが一般的である。
【０００４】
ところで、流量制御範囲を大きくするために流路の断面積変化量を大きくとると、流量制御器前後の圧力差が大きくなって、処理液中に溶存している成分が気化することがあり、これにより処理液中に気泡が発生する。
【０００５】
この種の流量制御器においては、処理液を送液中に気泡が発生すると、処理液と気泡とが合わさったものが所定の体積に制御されることとなり、処理液流量は制御したい量よりも少なくなってしまい、正しい流量制御を行うことが困難である。
【０００６】
このような不都合を防止する技術としては、特許文献１に開示されているように、処理液供給配管に脱気装置を設け、供給する処理液を脱気して気泡自体の発生を抑制するものを挙げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−４９９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、処理液を常時脱気すると、処理液によっては脱気の際に所定の成分が気化する等の不都合が生じる。また、脱気処理によってある程度気泡成分を除去できたとしても、流量制御器の前後の圧力変動の度合いによっては気泡の発生を完全に防止することができない場合がある。
【０００９】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、供給しようとする液体に対する不都合を生じさせずに、流量制御器における気泡の発生を確実に防止することができる液供給機構および液供給方法、ならびにこのような液供給機構を備えた液処理装置を提供することを目的とする。
また、上記液供給方法を実施するためのプログラムを記憶した記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点では、基板に対して液処理を行う際に、基板に処理液を供給する処理液供給機構であって、処理液供給源と、前記処理液供給源から処理液を供給する処理液供給配管と、前記処理液供給配管に設けられ、前記処理液の通流断面積を変化させる可変オリフィス部を有する流量制御器と、前記可変オリフィス部より前段の一次側の液圧および前記可変オリフィス部より後段の二次側の液圧を求める圧力検出機構と、予め記憶された、処理液の液圧とその液圧の処理液に溶存可能な気体成分の量との関係から、前記処理液から気泡が発生し始める前記一次側の液圧と前記二次側の液圧との差圧ΔＰｓを求め、この差圧ΔＰｓの値以下の閾値ΔＰｔを設定し、実際に求められた前記一次側の液圧と前記二次側の液圧との差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したか否かを判断し、実際に求められた差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したと判断した場合に、前記処理液の気泡の発生を抑制するように制御する制御機構とを具備することを特徴とする処理液供給機構を提供する。
【００１１】
上記第１の観点において、前記一次側の処理液の圧力を調節する調圧機構をさらに具備し、前記制御機構は、前記実際に求められた差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したと判断した場合に、前記差圧の値が前記閾値ΔＰｔより低くなるように、前記調圧機構の圧力調節を制御することにより処理液の状態を制御する構成とすることができる。
【００１２】
また、前記一次側の処理液を脱気する脱気機構をさらに具備し、前記制御機構は、前記実際に求められた差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したと判断した場合に、前記差圧の値が前記閾値ΔＰｔより低くなるように、前記脱気機構による脱気を制御することにより処理液の状態を制御構成とすることができる。
【００１３】
さらに、前記一次側の処理液の圧力を調節する調圧機構と、前記一次側の処理液を脱気する脱気機構をさらに具備し、前記制御機構は、前記実際に求められた差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したと判断した場合に、前記調圧機構の圧力調節を制御することにより処理液の状態を制御し、前記調圧機構の制御だけでは前記差圧が前記閾値ΔＰｔより低くならない場合に、前記脱気機構を作動させて前記差圧の値が前記閾値ΔＰｔより低くなるように制御することにより処理液の状態を制御する構成とすることができる。
【００１４】
前記調圧機構は、前記処理液供給配管の一次側に設けられた、処理液の圧力を制御する圧力制御バルブを有する構成とすることができる。また、前記調圧機構は、前記処理液供給配管の一次側に設けられ、前記処理液が一旦貯留され、処理液の送出圧力を変化させることが可能な中間タンクを有する構成とすることもできる。この場合に、前記中間タンクは、その中を脱気する脱気機構を有するものとすることができる。
【００１５】
本発明の第２の観点では、被処理体に対して液処理を行う際に、被処理体に処理液を供給する処理液供給方法であって、処理液供給源から配管を介して基板に供給される処理液の通流断面積を変化させる可変オリフィス部を有する流量制御器により流量を制御しつつ処理液を供給する工程と、前記可変オリフィス部より前段の一次側の液圧および前記可変オリフィス部より後段の二次側の液圧を求める工程と、処理液の液圧とその液圧の処理液に溶存可能な気体成分の量との関係から、前記処理液から気泡が発生し始める前記一次側の液圧と前記二次側の液圧との差圧ΔＰｓを求め、この差圧ΔＰｓの値以下の閾値ΔＰｔを設定する工程と、実際に求められた前記一次側の液圧と前記二次側の液圧との差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したか否かを判断する工程と、実際に求められた差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したと判断した場合に、前記処理液の気泡の発生を抑制するように制御する工程と
を有することを特徴とする処理液供給方法を提供する。
【００１６】
上記第２の観点において、前記制御する工程は、前記実際に求められた差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したと判断した場合に、前記差圧の値が前記閾値ΔＰｔより低くなるように、前記一次側の処理液の圧力を調節するものとすることができる。
【００１７】
また、前記制御する工程は、前記実際に求められた差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したと判断した場合に、前記差圧の値が前記閾値ΔＰｔより低くなるように、前記一次側の処理液を脱気するものとすることができる。
【００１８】
さらに、前記制御する工程は、前記実際に求められた差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したと判断した場合に、前記一次側の処理液の圧力を調節し、それだけでは前記差圧が前記閾値ΔＰｔより低くならない場合に、前記一次側の処理液を脱気して前記差圧が前記閾値ΔＰｔより低くなるようにするものとすることができる。
【００１９】
本発明の第３の観点では、基板に液処理を施す基板処理部と、前記基板処理部に処理液を供給する処理液供給機構とを具備し、前記処理液供給機構は、上記第１の観点のものであることを特徴とする液処理装置を提供する。
【００２０】
本発明の第４の観点では、コンピュータ上で動作し、処理液供給機構を制御するためのプログラムが記憶された記憶媒体であって、前記プログラムは、実行時に、上記第２の観点の処理液供給方法が行われるようにコンピュータに処理装置を制御させることを特徴とする記憶媒体を提供する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、予め記憶された、処理液の液圧とその液圧の処理液に溶存可能な気体成分の量との関係から、前記処理液から気泡が発生し始める前記一次側の液圧と前記二次側の液圧との差圧ΔＰｓを求め、この差圧ΔＰｓの値以下の閾値ΔＰｔを設定し、実際に求められた前記一次側の液圧と前記二次側の液圧との差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したか否かを判断し、実際に求められた差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したと判断した場合に、前記処理液の気泡の発生を抑制するように処理液の状態を制御するので、常時処理液を脱気する際のような不都合を生じさせることがなく、常に流量制御器において気泡が発生しない状態として、流量制御器における気泡の発生を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る液処理装置を示す概略構成図である。
【図２】図１の液処理装置の処理液供給機構における流量制御器の概略構成を示す断面図である。
【図３】図１の液処理装置に設けられた全体制御部の構成を示すブロック図である。
【図４】処理液の液圧と気体成分の溶存可能量との関係を示すグラフである。
【図５】処理液供給の制御シーケンスを示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態における種々の差圧値の関係をまとめて示す図である。
【図７】処理液供給の制御シーケンスの他の例を示すフローチャートである。
【図８】処理液供給の制御シーケンスのさらに他の例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の他の実施形態における処理液供給機構を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について具体的に説明する。図１は本発明の一実施形態に係る液処理装置を示す概略構成図である。
【００２４】
この液処理装置１は、被処理基板である半導体ウエハ（以下単にウエハと記す）Ｗに対して洗浄処理等の枚葉式の液処理を施すものであり、ウエハＷに対して液処理が行われる処理部２と、処理部２へ処理液を供給する処理液供給機構３とを備えている。
【００２５】
処理部２は、処理チャンバ１１と、処理チャンバ１１内でウエハＷを回転可能に保持するスピンチャック１２と、スピンチャック１２を回転させるモータ１３と、スピンチャック１２に保持されたウエハＷに処理液を吐出する処理液吐出ノズル１４と、処理チャンバ１１から処理液を排出する処理液排出部１５とを有している。処理液吐出ノズル１４は駆動機構１６により駆動可能となっている。
【００２６】
処理液供給機構３は、処理液を貯留する処理液タンク２１と、処理液タンク２１に貯留された処理液を処理部２へ供給する処理液供給配管２２とを有している。処理液供給配管２２には、処理液タンク２１側から順に、調圧機構としての圧力制御バルブ２４、脱気機構２５、一次側圧力検出器２６、流量制御器２７、二次側圧力検出器２８、開閉バルブ２９が設けられている。また、処理液供給機構３は、圧力制御バルブ２４、脱気機構２５および流量制御器２７等の制御を行うコントローラ３０を有している。
【００２７】
処理液タンク２１には圧送ガスライン３１が接続されており、圧送ガスライン３１から圧送ガスを処理液タンク２１内に供給することにより、処理液供給配管２２に処理液が通流されるようになっている。また、処理液タンク２１には排液ライン３２が接続されている。圧送ガスライン３１および排液ライン３２には、それぞれ、開閉バルブ３３および３４が設けられている。
【００２８】
処理液供給配管２２は、処理部２の処理チャンバ１１内に延び、処理液吐出ノズル１４へ処理液を供給するようになっている。圧力制御バルブ２４は、処理液タンク２１から所定の圧力で処理液供給配管２２に送出された処理液の圧力を所定の圧力に制御可能となっている。
【００２９】
脱気機構２５は、処理液流路と、処理液流路に接続された排気管とを有し（いずれも図示せず）、排気管を介してポンプ３５により流路内を排気することにより処理液を真空脱気できるようになっている。
【００３０】
流量制御器２７は、図２に示すように、本体４１と、本体４１に設けられた流路４２と、流路４２に設けられた可変オリフィス４５と、可変オリフィス４５の断面積を変化させて流量を調節する流量調節部材４６と、流量調節部材４６を上下動させるアクチュエータ４７とを有している。そして、導入口４３から流路４２に導入された処理液が、流量調節部材４６により可変オリフィス４５の断面積を調節することにより流量制御され、流出口４４から流出されるようになっている。
【００３１】
コントローラ３０は、一次側圧力検出器２６からの流量制御器２７上流側（一次側）の圧力検出値と、二次側圧力検出器２８からの流量制御器２７下流側（二次側）の圧力検出値とからこれらの差圧を求める。二次側圧力検出器２８により二次側の圧力を検出する代わりに、一次側の圧力と流量調節器２７の流量の値から二次側の圧力を算出し、差圧を計算するようにしてもよい。この差圧に基づいて流量制御器２７のアクチュエータ４７に制御信号を送り、流量調節部材４６による可変オリフィス４５の断面積を制御して処理液の流量を制御する。また、コントローラ３０には、予め、処理液の液圧とその液圧の処理液に溶存可能な気体成分の量との関係が、処理液の種類毎に記憶されており、コントローラ３０は、その関係から気泡が発生し始める一次側液圧と二次側液圧との差圧値ΔＰｓを求め、ΔＰｓ以下の値（ΔＰｓまたはその近傍の値）を閾値ΔＰｔとして設定しておき、実際の差圧ΔＰｅが閾値ΔＰｔに達したか否かを判断する。そして、その実際に求められた差圧の値が閾値に達したと判断した場合に、処理液の気泡の発生を抑制するように処理液の状態を制御するようになっている。具体的には、圧力制御バルブ２４に信号を送って一次側の液圧を低下させ、ΔＰｅを閾値ΔＰｔよりも小さくすることにより、処理液の気泡の発生を抑制する。この場合に、一次側液圧と二次側液圧との差圧が小さすぎると流量制御ができないことから、ΔＰｅが流量制御可能な範囲内になるような範囲で一次側の液圧を低下させる。また、脱気機構２５を作動させて、処理液を脱気することにより処理液からの気泡の発生を抑制するように制御することもできる。
【００３２】
液処理装置１は全体を制御する全体制御部５０を備えている。この全体制御部５０は、図３のブロック図に示すように、プロセスコントローラ５１と、ユーザーインターフェース５２と、記憶部５３とを有している。プロセスコントローラ５１は、液処理装置１の全体のプロセスを制御するものであり、例えば、コントローラ３０やバルブ２９、３３、３４、圧送ガスの供給、モータ１３、ノズル駆動機構１６等を制御する。ユーザーインターフェース５２はプロセスコントローラ５１に接続され、オペレータが液処理装置１を管理するためにコマンド等の入力操作を行うキーボードや、液処理装置１の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなる。記憶部５３もプロセスコントローラ５１に接続され、その中に液処理装置１の制御対象を制御するための制御プログラムや、液処理装置１に所定の処理を行わせるためのプログラムすなわち処理レシピが格納されている。処理レシピは記憶部５３の中の記憶媒体（図示せず）に記憶されている。記憶媒体は、ハードディスクのような固定的なものであってもよいし、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の可搬性のものであってもよい。また、他の装置から、例えば専用回線を介してレシピを適宜伝送させるようにしてもよい。そして、プロセスコントローラ５１は、必要に応じて、ユーザーインターフェース５２からの指示等にて任意の処理レシピを記憶部５３から呼び出して実行させることで、コントローラ５１の制御下で、所定の処理が行われる。
【００３３】
次に、このような液処理装置１によりウエハＷの液処理を行う際の処理動作について説明する。なお、以下の処理動作は、全体制御部５０の記憶部５３における記憶媒体に記憶された所定の処理レシピに基づいて、プロセスコントローラ５１が装置の各構成部を制御することにより行われる。
【００３４】
まず、図示しない搬送アームにより処理チャンバ１１内にウエハＷを搬入し、スピンチャック１２に保持させる。次いで、モータ１３によりスピンチャック１２とともにウエハＷを所定の回転数で回転させながら、処理液供給機構３の処理液タンク２１から処理液供給配管２２を介して、処理部２の処理チャンバ１１内に処理液を供給し、処理液吐出ノズル１４からウエハＷ上に処理液を供給する。
【００３５】
このとき、コントローラ３０は、所定の流量で処理液が供給されるように、一次側液圧と二次側液圧との差圧値に基づいて流量制御器２７に流量制御信号を送り、アクチュエータ４７により流量調節部材４６の位置を調節して可変オリフィス４５の断面積を制御し、処理液の流量を制御させる。
【００３６】
この場合に、流量制御器２７により処理液の流量を制御するに際し、流量制御範囲を大きくする場合、オリフィス４５の断面積の変化量、すなわち流路の断面積の変化量を大きくとる必要がある。しかし、流路の断面積変化量を大きくとると、流量制御器２７前後の圧力差が大きくなって、処理液中に溶存している成分が気化することがあり、これにより処理液中に気泡が発生する。
【００３７】
すなわち、流量制御器２７のオリフィス４５の断面積は処理液供給配管２２の断面積よりも小さいから、処理液の圧力は流量制御器２７の上流側よりも下流側のほうが低くなり、これらの間には差圧が存在するが、流量制御器２７の流路の断面積を減少させて処理液の流量を少なくする場合、下流側の圧力は一層低くなって差圧が増加する。一方、ヘンリーの法則により、液体に溶存し得る気体成分の量は液体の圧力にほぼ比例する。すなわち、図４は、横軸に処理液の液圧をとり、縦軸に気体成分の溶存可能量をとったグラフ（つまり蒸気圧曲線）であるが、この図に示すように、圧力が増加するに従って、気体成分の溶存可能量が直線的に増加する。ここで、流量制御器２７の上流側の処理液の液圧（一次側液圧）をＰ１とし、流量制御器２７の下流側の処理液の液圧（二次側液圧）をＰ２とすると、上述したようにＰ１＞Ｐ２となるから、図４に示すように、Ｐ２のときの気体成分の溶存可能量はＰ１のときの溶存可能量よりも減少する。このため、一次側液圧Ｐ１のとき溶存気体成分が例えば図中Ｇ１であって気泡が発生しない量であっても、二次側液圧Ｐ２では気体成分が溶存しきれなくなって気泡が発生することがあり得る。そして、流量制御器２７で制御する流量値が小さいほど、Ｐ２が低下してＰ１とＰ２との差圧ΔＰが大きくなり、気泡が発生しやすくなる。
【００３８】
そこで、本実施形態では、以下の制御フローにより、処理液からの気泡の発生を抑制する。
以下、図５のフローチャートに基づいて説明する。
まず、コントローラ３０に、予め、処理液の液圧とその液圧の処理液に溶存可能な気体成分の量との関係を、処理液の種類毎に記憶しておく（ステップ１）、コントローラ３０は、その関係から気泡が発生し始めるＰ１とＰ２との差圧値ΔＰｓを求め、ΔＰｓ以下の値（ΔＰｓまたはその近傍の値）を閾値ΔＰｔとして設定する（ステップ２）。なお、閾値ΔＰｔをΔＰｓ以下としたのは、ΔＰｓで制御した場合には、実際に気泡が発生することが起こり得るので、確実に気泡の発生を防止できる安全率の分ΔＰｓよりも低く設定することを考慮したものである。そして実際の差圧ΔＰｅを求め、その値が閾値ΔＰｔに達したか否かを判断する（ステップ３）。ΔＰｅがΔＰｔに達していないと判断した場合には、初期条件のまま流量制御器２７により流量を制御しつつ処理液を供給する（ステップ４）。
【００３９】
一方、ΔＰｅがΔＰｔに達したと判断した場合には、処理液の気泡の発生を抑制するように制御する。具体的には、ΔＰｅがΔＰｔに達したと判断した場合に、圧力制御バルブ２４に信号を送って一次側の液圧を低下させ、流量制御可能な範囲でΔＰｅを減少させる（ステップ５）。そして再びステップ３の判断を行い、ΔＰｅがΔＰｔに達しなくなるまでステップ５を繰り返す。ΔＰｅがΔＰｔに達しない状態となった場合には、ステップ５によりその変更した条件で流量制御器２７により流量を制御しつつ処理液を供給する。
【００４０】
ΔＰｅを減少させすぎて流量制御可能な範囲を外れると流量制御が行えないので、流量制御可能な最小限の値であるΔＰｍｉｎ以上の所定の値であるΔＰｎ以上の範囲にΔＰｅが減少するようにする。なお、ΔＰｎをΔＰｍｉｎ以上としたのは、ΔＰｍｉｎで制御した場合には、実際に流量制御ができないことが起こり得るので、確実に流量制御が行える安全率の分ΔＰｍｉｎよりも高く設定することを考慮したものである。実際には、流量制御できないことが生じ難くなるようにΔＰｎから十分マージンをもってΔＰｅの減少量を設定することが好ましい。
【００４１】
このときの差圧の関係を図６に示す。図６のΔＰｍａｘは流量制御可能な最大の差圧値を示すものであり、ΔＰｓからΔＰｍａｘの範囲は気泡が発生する範囲である。
【００４２】
なお、流量制御の過程で、差圧ＰｅがΔＰｍｉｎより小さくなると流量制御が行えなくなるので、ΔＰｅが所定の安全率を加えたΔＰｎに減少した際に、ΔＰｅをΔＰｔより小さい所定の値に増加させるように制御することが好ましい。
【００４３】
上記図５の手順では十分に一次側の液圧を低下させることができず、差圧がΔＰｔより低くなり難い場合が存在するときには、図７に示すような制御を行う。ここでは、図５のステップ１、２と同様のステップ１１、１２を行った後、ステップ３と同様に、ΔＰｅがΔＰｔに達したか否かを判断する（ステップ１３）。ΔＰｅがΔＰｔに達していないと判断した場合には、ステップ４と同様、初期条件のまま流量制御器２７により流量を制御しつつ処理液を供給する（ステップ１４）。ΔＰｅがΔＰｔに達したと判断した場合には、圧力制御バルブ２４に信号を送って一次側の液圧を低下させ、流量制御可能な範囲でΔＰｅを減少させる（ステップ１５）。これを所定回数繰り返したか否かを判断し（ステップ１６）、その繰り返し数が所定回数に達してもΔＰｅがΔＰｔよりも低くならない場合には、脱気機構２５を作動させ、処理液中の気体成分自体を減少させて気泡の発生を抑制するように制御する（ステップ１７）。
【００４４】
また、図８に示す制御を行うこともできる。図８の制御においては、図５のステップ１、２と同様のステップ２１、２２を行った後、ステップ３と同様に、ΔＰｅがΔＰｔに達したか否かを判断する（ステップ２３）。ΔＰｅがΔＰｔに達していないと判断した場合には、ステップ４と同様、初期条件のまま流量制御器２７により流量を制御しつつ処理液を供給する（ステップ２４）。ステップ２３において、ΔＰｅがΔＰｔに達したと判断した場合に、脱気機構２５を作動させ、処理液中の気体成分自体を減少させて気泡の発生を抑制するように制御する（ステップ２５）。
【００４５】
以上のように、本実施形態では、処理液の液圧と溶存可能な気体成分の量との関係を予め記憶しておき、処理液から気泡が発生し始める一次側液圧Ｐ１と二次側液圧Ｐ２との差圧ΔＰｓを求め、この差圧ΔＰｓの値以下の閾値ΔＰｔを設定し、実際に求められた差圧ΔＰｅの値が閾値ΔＰｔに達したか否かを判断し、実際に求められた差圧ΔＰｅの値が閾値ΔＰｔに達したと判断した場合に、処理液の気泡の発生を抑制する処理を行うので、常時処理液を脱気する際のような不都合を生じさせることがなく、常に流量制御器において気泡が発生しない状態として、流量制御器における気泡の発生を確実に防止することができる。このため、流量制御に誤差が発生することを防止することができ、正確な流量制御を行うことができる。
【００４６】
なお、図７、図８の場合には、従来と同様、脱気機構２５を作動させるが、従来とは異なり常時作動しているわけではないので、処理液への悪影響はほとんど生じない。
【００４７】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。
図９は、本発明の他の実施形態に係る液処理装置の処理液供給機構を示す概略構成図である。ここでは、一次側の調圧機構として、圧力制御バルブ２４を設ける代わりに、調圧可能な加圧式中間タンク６１を設ける。この中間タンク６１は、加圧配管６２が挿入されており、圧力調節器６３により加圧配管６２からの加圧ガスのガス圧を変化させることにより、流量制御器２７の上流側の一次側液圧Ｐ１を調節することができる。また、中間タンク６１には減圧配管６４が挿入されており、それに接続された真空ポンプ６５を作動させることにより、処理液の真空脱気も可能となっている。したがって、このような加圧式中間タンク６１を設けることにより、一次側液圧Ｐ１を低下させて差圧を低下させることによる気泡発生の防止、および処理液を脱気することによる気泡発生の防止、およびこれらの併用による気泡発生の防止のいずれかを行うことができる。
【００４８】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、１つの処理液を供給する処理液供給機構を示したが、処理液の種類は２つ以上であってもよく、その場合には、例えば処理液タンクおよび処理液供給配管を複数設ければよい。
【００４９】
さらに、上記実施形態では、被処理基板として半導体ウエハを適用した場合について示したが、これに限るものではなく、例えば液晶表示装置用ガラス基板に代表されるフラットパネル表示装置用基板等、他の基板にも適用可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１；液処理装置
２；処理部
３；処理液供給機構
１１；処理チャンバ
１２；スピンチャック
１３；モータ
１４；ノズル
２１；処理液タンク
２２；処理液供給配管
２４；圧力制御バルブ（調圧機構）
２５；脱気機構
２６；一次側圧力検出器
２７；流量制御器
２８；二次側圧力検出器
３０；コントローラ
３５；ポンプ
４１；本体
４２；流路
４５；可変オリフィス
４６；流量調節部材
４７；アクチュエータ
５０；全体制御部
５１；プロセスコントローラ
５２；ユーザーインターフェース
５３；記憶部（記憶媒体）
６１；加圧式中間タンク
６２；加圧配管
６３；圧力調整器
６４；減圧配管
６５；真空ポンプ
Ｗ；半導体ウエハ（被処理基板）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の液体を流量制御して供給する液供給機構および液供給方法、そのような液供給機構を備えた液処理装置、ならびに記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造プロセスやフラットパネルディスプレー（ＦＰＤ）の製造プロセスにおいては、洗浄処理、レジスト塗布処理、現像処理等の液処理が施される。このような液処理を行う液処理装置においては、処理液供給機構により処理チャンバ内に処理液を供給して半導体ウエハ等の被処理基板に所定の液処理を施す。
【０００３】
このような処理液供給機構は、処理液を所定の圧力で配管内に通流させて処理チャンバに供給するものであり、その配管には処理液を所定の流量に制御する流量制御器が設けられている。流量制御器としては、流路の断面積を変化させることにより流量を制御するものが一般的である。
【０００４】
ところで、流量制御範囲を大きくするために流路の断面積変化量を大きくとると、流量制御器前後の圧力差が大きくなって、処理液中に溶存している成分が気化することがあり、これにより処理液中に気泡が発生する。
【０００５】
この種の流量制御器においては、処理液を送液中に気泡が発生すると、処理液と気泡とが合わさったものが所定の体積に制御されることとなり、処理液流量は制御したい量よりも少なくなってしまい、正しい流量制御を行うことが困難である。
【０００６】
このような不都合を防止する技術としては、特許文献１に開示されているように、処理液供給配管に脱気装置を設け、供給する処理液を脱気して気泡自体の発生を抑制するものを挙げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−４９９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、処理液を常時脱気すると、処理液によっては脱気の際に所定の成分が気化する等の不都合が生じる。また、脱気処理によってある程度気泡成分を除去できたとしても、流量制御器の前後の圧力変動の度合いによっては気泡の発生を完全に防止することができない場合がある。
【０００９】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、供給しようとする液体に対する不都合を生じさせずに、流量制御器における気泡の発生を確実に防止することができる液供給機構および液供給方法、ならびにこのような液供給機構を備えた液処理装置を提供することを目的とする。
また、上記液供給方法を実施するためのプログラムを記憶した記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点では、基板に対して液処理を行う際に、基板に処理液を供給する処理液供給機構であって、処理液供給源と、前記処理液供給源から処理液を供給する処理液供給配管と、前記処理液供給配管に設けられ、前記処理液の通流断面積を変化させる可変オリフィス部を有する流量制御器と、前記可変オリフィス部より前段の一次側の液圧および前記可変オリフィス部より後段の二次側の液圧を求める圧力検出機構と、予め記憶された、処理液の液圧とその液圧の処理液に溶存可能な気体成分の量との関係から、前記処理液から気泡が発生し始める前記一次側の液圧と前記二次側の液圧との差圧ΔＰｓを求め、この差圧ΔＰｓの値以下の閾値ΔＰｔを設定し、実際に求められた前記一次側の液圧と前記二次側の液圧との差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したか否かを判断し、実際に求められた差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したと判断した場合に、前記処理液の気泡の発生を抑制するように制御する制御機構とを具備することを特徴とする処理液供給機構を提供する。
【００１１】
上記第１の観点において、前記一次側の処理液の圧力を調節する調圧機構をさらに具備し、前記制御機構は、前記実際に求められた差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したと判断した場合に、前記差圧の値が前記閾値ΔＰｔより低くなるように、前記調圧機構の圧力調節を制御することにより処理液の状態を制御する構成とすることができる。
【００１２】
また、前記一次側の処理液を脱気する脱気機構をさらに具備し、前記制御機構は、前記実際に求められた差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したと判断した場合に、前記差圧の値が前記閾値ΔＰｔより低くなるように、前記脱気機構による脱気を制御することにより処理液の状態を制御構成とすることができる。
【００１３】
さらに、前記一次側の処理液の圧力を調節する調圧機構と、前記一次側の処理液を脱気する脱気機構をさらに具備し、前記制御機構は、前記実際に求められた差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したと判断した場合に、前記調圧機構の圧力調節を制御することにより処理液の状態を制御し、前記調圧機構の制御だけでは前記差圧が前記閾値ΔＰｔより低くならない場合に、前記脱気機構を作動させて前記差圧の値が前記閾値ΔＰｔより低くなるように制御することにより処理液の状態を制御する構成とすることができる。
【００１４】
前記調圧機構は、前記処理液供給配管の一次側に設けられた、処理液の圧力を制御する圧力制御バルブを有する構成とすることができる。また、前記調圧機構は、前記処理液供給配管の一次側に設けられ、前記処理液が一旦貯留され、処理液の送出圧力を変化させることが可能な中間タンクを有する構成とすることもできる。この場合に、前記中間タンクは、その中を脱気する脱気機構を有するものとすることができる。
【００１５】
本発明の第２の観点では、被処理体に対して液処理を行う際に、被処理体に処理液を供給する処理液供給方法であって、処理液供給源から配管を介して基板に供給される処理液の通流断面積を変化させる可変オリフィス部を有する流量制御器により流量を制御しつつ処理液を供給する工程と、前記可変オリフィス部より前段の一次側の液圧および前記可変オリフィス部より後段の二次側の液圧を求める工程と、処理液の液圧とその液圧の処理液に溶存可能な気体成分の量との関係から、前記処理液から気泡が発生し始める前記一次側の液圧と前記二次側の液圧との差圧ΔＰｓを求め、この差圧ΔＰｓの値以下の閾値ΔＰｔを設定する工程と、実際に求められた前記一次側の液圧と前記二次側の液圧との差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したか否かを判断する工程と、実際に求められた差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したと判断した場合に、前記処理液の気泡の発生を抑制するように制御する工程と
を有することを特徴とする処理液供給方法を提供する。
【００１６】
上記第２の観点において、前記制御する工程は、前記実際に求められた差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したと判断した場合に、前記差圧の値が前記閾値ΔＰｔより低くなるように、前記一次側の処理液の圧力を調節するものとすることができる。
【００１７】
また、前記制御する工程は、前記実際に求められた差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したと判断した場合に、前記差圧の値が前記閾値ΔＰｔより低くなるように、前記一次側の処理液を脱気するものとすることができる。
【００１８】
さらに、前記制御する工程は、前記実際に求められた差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したと判断した場合に、前記一次側の処理液の圧力を調節し、それだけでは前記差圧が前記閾値ΔＰｔより低くならない場合に、前記一次側の処理液を脱気して前記差圧が前記閾値ΔＰｔより低くなるようにするものとすることができる。
【００１９】
本発明の第３の観点では、基板に液処理を施す基板処理部と、前記基板処理部に処理液を供給する処理液供給機構とを具備し、前記処理液供給機構は、上記第１の観点のものであることを特徴とする液処理装置を提供する。
【００２０】
本発明の第４の観点では、コンピュータ上で動作し、処理液供給機構を制御するためのプログラムが記憶された記憶媒体であって、前記プログラムは、実行時に、上記第２の観点の処理液供給方法が行われるようにコンピュータに処理装置を制御させることを特徴とする記憶媒体を提供する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、予め記憶された、処理液の液圧とその液圧の処理液に溶存可能な気体成分の量との関係から、前記処理液から気泡が発生し始める前記一次側の液圧と前記二次側の液圧との差圧ΔＰｓを求め、この差圧ΔＰｓの値以下の閾値ΔＰｔを設定し、実際に求められた前記一次側の液圧と前記二次側の液圧との差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したか否かを判断し、実際に求められた差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したと判断した場合に、前記処理液の気泡の発生を抑制するように処理液の状態を制御するので、常時処理液を脱気する際のような不都合を生じさせることがなく、常に流量制御器において気泡が発生しない状態として、流量制御器における気泡の発生を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る液処理装置を示す概略構成図である。
【図２】図１の液処理装置の処理液供給機構における流量制御器の概略構成を示す断面図である。
【図３】図１の液処理装置に設けられた全体制御部の構成を示すブロック図である。
【図４】処理液の液圧と気体成分の溶存可能量との関係を示すグラフである。
【図５】処理液供給の制御シーケンスを示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態における種々の差圧値の関係をまとめて示す図である。
【図７】処理液供給の制御シーケンスの他の例を示すフローチャートである。
【図８】処理液供給の制御シーケンスのさらに他の例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の他の実施形態における処理液供給機構を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について具体的に説明する。図１は本発明の一実施形態に係る液処理装置を示す概略構成図である。
【００２４】
この液処理装置１は、被処理基板である半導体ウエハ（以下単にウエハと記す）Ｗに対して洗浄処理等の枚葉式の液処理を施すものであり、ウエハＷに対して液処理が行われる処理部２と、処理部２へ処理液を供給する処理液供給機構３とを備えている。
【００２５】
処理部２は、処理チャンバ１１と、処理チャンバ１１内でウエハＷを回転可能に保持するスピンチャック１２と、スピンチャック１２を回転させるモータ１３と、スピンチャック１２に保持されたウエハＷに処理液を吐出する処理液吐出ノズル１４と、処理チャンバ１１から処理液を排出する処理液排出部１５とを有している。処理液吐出ノズル１４は駆動機構１６により駆動可能となっている。
【００２６】
処理液供給機構３は、処理液を貯留する処理液タンク２１と、処理液タンク２１に貯留された処理液を処理部２へ供給する処理液供給配管２２とを有している。処理液供給配管２２には、処理液タンク２１側から順に、調圧機構としての圧力制御バルブ２４、脱気機構２５、一次側圧力検出器２６、流量制御器２７、二次側圧力検出器２８、開閉バルブ２９が設けられている。また、処理液供給機構３は、圧力制御バルブ２４、脱気機構２５および流量制御器２７等の制御を行うコントローラ３０を有している。
【００２７】
処理液タンク２１には圧送ガスライン３１が接続されており、圧送ガスライン３１から圧送ガスを処理液タンク２１内に供給することにより、処理液供給配管２２に処理液が通流されるようになっている。また、処理液タンク２１には排液ライン３２が接続されている。圧送ガスライン３１および排液ライン３２には、それぞれ、開閉バルブ３３および３４が設けられている。
【００２８】
処理液供給配管２２は、処理部２の処理チャンバ１１内に延び、処理液吐出ノズル１４へ処理液を供給するようになっている。圧力制御バルブ２４は、処理液タンク２１から所定の圧力で処理液供給配管２２に送出された処理液の圧力を所定の圧力に制御可能となっている。
【００２９】
脱気機構２５は、処理液流路と、処理液流路に接続された排気管とを有し（いずれも図示せず）、排気管を介してポンプ３５により流路内を排気することにより処理液を真空脱気できるようになっている。
【００３０】
流量制御器２７は、図２に示すように、本体４１と、本体４１に設けられた流路４２と、流路４２に設けられた可変オリフィス４５と、可変オリフィス４５の断面積を変化させて流量を調節する流量調節部材４６と、流量調節部材４６を上下動させるアクチュエータ４７とを有している。そして、導入口４３から流路４２に導入された処理液が、流量調節部材４６により可変オリフィス４５の断面積を調節することにより流量制御され、流出口４４から流出されるようになっている。
【００３１】
コントローラ３０は、一次側圧力検出器２６からの流量制御器２７上流側（一次側）の圧力検出値と、二次側圧力検出器２８からの流量制御器２７下流側（二次側）の圧力検出値とからこれらの差圧を求める。二次側圧力検出器２８により二次側の圧力を検出する代わりに、一次側の圧力と流量調節器２７の流量の値から二次側の圧力を算出し、差圧を計算するようにしてもよい。この差圧に基づいて流量制御器２７のアクチュエータ４７に制御信号を送り、流量調節部材４６による可変オリフィス４５の断面積を制御して処理液の流量を制御する。また、コントローラ３０には、予め、処理液の液圧とその液圧の処理液に溶存可能な気体成分の量との関係が、処理液の種類毎に記憶されており、コントローラ３０は、その関係から気泡が発生し始める一次側液圧と二次側液圧との差圧値ΔＰｓを求め、ΔＰｓ以下の値（ΔＰｓまたはその近傍の値）を閾値ΔＰｔとして設定しておき、実際の差圧ΔＰｅが閾値ΔＰｔに達したか否かを判断する。そして、その実際に求められた差圧の値が閾値に達したと判断した場合に、処理液の気泡の発生を抑制するように処理液の状態を制御するようになっている。具体的には、圧力制御バルブ２４に信号を送って一次側の液圧を低下させ、ΔＰｅを閾値ΔＰｔよりも小さくすることにより、処理液の気泡の発生を抑制する。この場合に、一次側液圧と二次側液圧との差圧が小さすぎると流量制御ができないことから、ΔＰｅが流量制御可能な範囲内になるような範囲で一次側の液圧を低下させる。また、脱気機構２５を作動させて、処理液を脱気することにより処理液からの気泡の発生を抑制するように制御することもできる。
【００３２】
液処理装置１は全体を制御する全体制御部５０を備えている。この全体制御部５０は、図３のブロック図に示すように、プロセスコントローラ５１と、ユーザーインターフェース５２と、記憶部５３とを有している。プロセスコントローラ５１は、液処理装置１の全体のプロセスを制御するものであり、例えば、コントローラ３０やバルブ２９、３３、３４、圧送ガスの供給、モータ１３、ノズル駆動機構１６等を制御する。ユーザーインターフェース５２はプロセスコントローラ５１に接続され、オペレータが液処理装置１を管理するためにコマンド等の入力操作を行うキーボードや、液処理装置１の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなる。記憶部５３もプロセスコントローラ５１に接続され、その中に液処理装置１の制御対象を制御するための制御プログラムや、液処理装置１に所定の処理を行わせるためのプログラムすなわち処理レシピが格納されている。処理レシピは記憶部５３の中の記憶媒体（図示せず）に記憶されている。記憶媒体は、ハードディスクのような固定的なものであってもよいし、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の可搬性のものであってもよい。また、他の装置から、例えば専用回線を介してレシピを適宜伝送させるようにしてもよい。そして、プロセスコントローラ５１は、必要に応じて、ユーザーインターフェース５２からの指示等にて任意の処理レシピを記憶部５３から呼び出して実行させることで、コントローラ５１の制御下で、所定の処理が行われる。
【００３３】
次に、このような液処理装置１によりウエハＷの液処理を行う際の処理動作について説明する。なお、以下の処理動作は、全体制御部５０の記憶部５３における記憶媒体に記憶された所定の処理レシピに基づいて、プロセスコントローラ５１が装置の各構成部を制御することにより行われる。
【００３４】
まず、図示しない搬送アームにより処理チャンバ１１内にウエハＷを搬入し、スピンチャック１２に保持させる。次いで、モータ１３によりスピンチャック１２とともにウエハＷを所定の回転数で回転させながら、処理液供給機構３の処理液タンク２１から処理液供給配管２２を介して、処理部２の処理チャンバ１１内に処理液を供給し、処理液吐出ノズル１４からウエハＷ上に処理液を供給する。
【００３５】
このとき、コントローラ３０は、所定の流量で処理液が供給されるように、一次側液圧と二次側液圧との差圧値に基づいて流量制御器２７に流量制御信号を送り、アクチュエータ４７により流量調節部材４６の位置を調節して可変オリフィス４５の断面積を制御し、処理液の流量を制御させる。
【００３６】
この場合に、流量制御器２７により処理液の流量を制御するに際し、流量制御範囲を大きくする場合、オリフィス４５の断面積の変化量、すなわち流路の断面積の変化量を大きくとる必要がある。しかし、流路の断面積変化量を大きくとると、流量制御器２７前後の圧力差が大きくなって、処理液中に溶存している成分が気化することがあり、これにより処理液中に気泡が発生する。
【００３７】
すなわち、流量制御器２７のオリフィス４５の断面積は処理液供給配管２２の断面積よりも小さいから、処理液の圧力は流量制御器２７の上流側よりも下流側のほうが低くなり、これらの間には差圧が存在するが、流量制御器２７の流路の断面積を減少させて処理液の流量を少なくする場合、下流側の圧力は一層低くなって差圧が増加する。一方、ヘンリーの法則により、液体に溶存し得る気体成分の量は液体の圧力にほぼ比例する。すなわち、図４は、横軸に処理液の液圧をとり、縦軸に気体成分の溶存可能量をとったグラフ（つまり蒸気圧曲線）であるが、この図に示すように、圧力が増加するに従って、気体成分の溶存可能量が直線的に増加する。ここで、流量制御器２７の上流側の処理液の液圧（一次側液圧）をＰ１とし、流量制御器２７の下流側の処理液の液圧（二次側液圧）をＰ２とすると、上述したようにＰ１＞Ｐ２となるから、図４に示すように、Ｐ２のときの気体成分の溶存可能量はＰ１のときの溶存可能量よりも減少する。このため、一次側液圧Ｐ１のとき溶存気体成分が例えば図中Ｇ１であって気泡が発生しない量であっても、二次側液圧Ｐ２では気体成分が溶存しきれなくなって気泡が発生することがあり得る。そして、流量制御器２７で制御する流量値が小さいほど、Ｐ２が低下してＰ１とＰ２との差圧ΔＰが大きくなり、気泡が発生しやすくなる。
【００３８】
そこで、本実施形態では、以下の制御フローにより、処理液からの気泡の発生を抑制する。
以下、図５のフローチャートに基づいて説明する。
まず、コントローラ３０に、予め、処理液の液圧とその液圧の処理液に溶存可能な気体成分の量との関係を、処理液の種類毎に記憶しておく（ステップ１）、コントローラ３０は、その関係から気泡が発生し始めるＰ１とＰ２との差圧値ΔＰｓを求め、ΔＰｓ以下の値（ΔＰｓまたはその近傍の値）を閾値ΔＰｔとして設定する（ステップ２）。なお、閾値ΔＰｔをΔＰｓ以下としたのは、ΔＰｓで制御した場合には、実際に気泡が発生することが起こり得るので、確実に気泡の発生を防止できる安全率の分ΔＰｓよりも低く設定することを考慮したものである。そして実際の差圧ΔＰｅを求め、その値が閾値ΔＰｔに達したか否かを判断する（ステップ３）。ΔＰｅがΔＰｔに達していないと判断した場合には、初期条件のまま流量制御器２７により流量を制御しつつ処理液を供給する（ステップ４）。
【００３９】
一方、ΔＰｅがΔＰｔに達したと判断した場合には、処理液の気泡の発生を抑制するように制御する。具体的には、ΔＰｅがΔＰｔに達したと判断した場合に、圧力制御バルブ２４に信号を送って一次側の液圧を低下させ、流量制御可能な範囲でΔＰｅを減少させる（ステップ５）。そして再びステップ３の判断を行い、ΔＰｅがΔＰｔに達しなくなるまでステップ５を繰り返す。ΔＰｅがΔＰｔに達しない状態となった場合には、ステップ５によりその変更した条件で流量制御器２７により流量を制御しつつ処理液を供給する。
【００４０】
ΔＰｅを減少させすぎて流量制御可能な範囲を外れると流量制御が行えないので、流量制御可能な最小限の値であるΔＰｍｉｎ以上の所定の値であるΔＰｎ以上の範囲にΔＰｅが減少するようにする。なお、ΔＰｎをΔＰｍｉｎ以上としたのは、ΔＰｍｉｎで制御した場合には、実際に流量制御ができないことが起こり得るので、確実に流量制御が行える安全率の分ΔＰｍｉｎよりも高く設定することを考慮したものである。実際には、流量制御できないことが生じ難くなるようにΔＰｎから十分マージンをもってΔＰｅの減少量を設定することが好ましい。
【００４１】
このときの差圧の関係を図６に示す。図６のΔＰｍａｘは流量制御可能な最大の差圧値を示すものであり、ΔＰｓからΔＰｍａｘの範囲は気泡が発生する範囲である。
【００４２】
なお、流量制御の過程で、差圧ＰｅがΔＰｍｉｎより小さくなると流量制御が行えなくなるので、ΔＰｅが所定の安全率を加えたΔＰｎに減少した際に、ΔＰｅをΔＰｔより小さい所定の値に増加させるように制御することが好ましい。
【００４３】
上記図５の手順では十分に一次側の液圧を低下させることができず、差圧がΔＰｔより低くなり難い場合が存在するときには、図７に示すような制御を行う。ここでは、図５のステップ１、２と同様のステップ１１、１２を行った後、ステップ３と同様に、ΔＰｅがΔＰｔに達したか否かを判断する（ステップ１３）。ΔＰｅがΔＰｔに達していないと判断した場合には、ステップ４と同様、初期条件のまま流量制御器２７により流量を制御しつつ処理液を供給する（ステップ１４）。ΔＰｅがΔＰｔに達したと判断した場合には、圧力制御バルブ２４に信号を送って一次側の液圧を低下させ、流量制御可能な範囲でΔＰｅを減少させる（ステップ１５）。これを所定回数繰り返したか否かを判断し（ステップ１６）、その繰り返し数が所定回数に達してもΔＰｅがΔＰｔよりも低くならない場合には、脱気機構２５を作動させ、処理液中の気体成分自体を減少させて気泡の発生を抑制するように制御する（ステップ１７）。
【００４４】
また、図８に示す制御を行うこともできる。図８の制御においては、図５のステップ１、２と同様のステップ２１、２２を行った後、ステップ３と同様に、ΔＰｅがΔＰｔに達したか否かを判断する（ステップ２３）。ΔＰｅがΔＰｔに達していないと判断した場合には、ステップ４と同様、初期条件のまま流量制御器２７により流量を制御しつつ処理液を供給する（ステップ２４）。ステップ２３において、ΔＰｅがΔＰｔに達したと判断した場合に、脱気機構２５を作動させ、処理液中の気体成分自体を減少させて気泡の発生を抑制するように制御する（ステップ２５）。
【００４５】
以上のように、本実施形態では、処理液の液圧と溶存可能な気体成分の量との関係を予め記憶しておき、処理液から気泡が発生し始める一次側液圧Ｐ１と二次側液圧Ｐ２との差圧ΔＰｓを求め、この差圧ΔＰｓの値以下の閾値ΔＰｔを設定し、実際に求められた差圧ΔＰｅの値が閾値ΔＰｔに達したか否かを判断し、実際に求められた差圧ΔＰｅの値が閾値ΔＰｔに達したと判断した場合に、処理液の気泡の発生を抑制する処理を行うので、常時処理液を脱気する際のような不都合を生じさせることがなく、常に流量制御器において気泡が発生しない状態として、流量制御器における気泡の発生を確実に防止することができる。このため、流量制御に誤差が発生することを防止することができ、正確な流量制御を行うことができる。
【００４６】
なお、図７、図８の場合には、従来と同様、脱気機構２５を作動させるが、従来とは異なり常時作動しているわけではないので、処理液への悪影響はほとんど生じない。
【００４７】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。
図９は、本発明の他の実施形態に係る液処理装置の処理液供給機構を示す概略構成図である。ここでは、一次側の調圧機構として、圧力制御バルブ２４を設ける代わりに、調圧可能な加圧式中間タンク６１を設ける。この中間タンク６１は、加圧配管６２が挿入されており、圧力調節器６３により加圧配管６２からの加圧ガスのガス圧を変化させることにより、流量制御器２７の上流側の一次側液圧Ｐ１を調節することができる。また、中間タンク６１には減圧配管６４が挿入されており、それに接続された真空ポンプ６５を作動させることにより、処理液の真空脱気も可能となっている。したがって、このような加圧式中間タンク６１を設けることにより、一次側液圧Ｐ１を低下させて差圧を低下させることによる気泡発生の防止、および処理液を脱気することによる気泡発生の防止、およびこれらの併用による気泡発生の防止のいずれかを行うことができる。
【００４８】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、１つの処理液を供給する処理液供給機構を示したが、処理液の種類は２つ以上であってもよく、その場合には、例えば処理液タンクおよび処理液供給配管を複数設ければよい。
【００４９】
さらに、上記実施形態では、被処理基板として半導体ウエハを適用した場合について示したが、これに限るものではなく、例えば液晶表示装置用ガラス基板に代表されるフラットパネル表示装置用基板等、他の基板にも適用可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１；液処理装置
２；処理部
３；処理液供給機構
１１；処理チャンバ
１２；スピンチャック
１３；モータ
１４；ノズル
２１；処理液タンク
２２；処理液供給配管
２４；圧力制御バルブ（調圧機構）
２５；脱気機構
２６；一次側圧力検出器
２７；流量制御器
２８；二次側圧力検出器
３０；コントローラ
３５；ポンプ
４１；本体
４２；流路
４５；可変オリフィス
４６；流量調節部材
４７；アクチュエータ
５０；全体制御部
５１；プロセスコントローラ
５２；ユーザーインターフェース
５３；記憶部（記憶媒体）
６１；加圧式中間タンク
６２；加圧配管
６３；圧力調整器
６４；減圧配管
６５；真空ポンプ
Ｗ；半導体ウエハ（被処理基板）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体に対して液処理を行う際に、被処理体に処理液を供給する処理液供給機構であって、
処理液供給源と、
前記処理液供給源から処理液を供給する処理液供給配管と、
前記処理液供給配管に設けられ、前記処理液の通流断面積を変化させる可変オリフィス部を有する流量制御器と、
前記可変オリフィス部より前段の一次側の液圧および前記可変オリフィス部より後段の二次側の液圧を求める圧力検出機構と、
予め記憶された、処理液の液圧とその液圧の処理液に溶存可能な気体成分の量との関係から、前記処理液から気泡が発生し始める前記一次側の液圧と前記二次側の液圧との差圧ΔＰｓを求め、この差圧ΔＰｓの値以下の閾値ΔＰｔを設定し、実際に求められた前記一次側の液圧と前記二次側の液圧との差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したか否かを判断し、実際に求められた差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したと判断した場合に、前記処理液の気泡の発生を抑制するように処理液の状態を制御する制御機構と
を具備することを特徴とする処理液供給機構。
【請求項２】
前記一次側の処理液の圧力を調節する調圧機構をさらに具備し、前記制御機構は、前記実際に求められた差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したと判断した場合に、前記差圧の値が前記閾値ΔＰｔより低くなるように、前記調圧機構の圧力調節を制御することにより処理液の状態を制御することを特徴とする請求項１に記載の処理液供給機構。
【請求項３】
前記一次側の処理液を脱気する脱気機構をさらに具備し、前記制御機構は、前記実際に求められた差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したと判断した場合に、前記差圧の値が前記閾値ΔＰｔより低くなるように、前記脱気機構による脱気を制御することにより処理液の状態を制御することを特徴とする請求項１に記載の処理液供給機構。
【請求項４】
前記一次側の処理液の圧力を調節する調圧機構と、前記一次側の処理液を脱気する脱気機構をさらに具備し、前記制御機構は、前記実際に求められた差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したと判断した場合に、前記調圧機構の圧力調節を制御することにより処理液の状態を制御し、前記調圧機構の制御だけでは前記差圧が前記閾値ΔＰｔより低くならない場合に、前記脱気機構を作動させて前記差圧の値が前記閾値ΔＰｔより低くなるように制御することにより処理液の状態を制御することを特徴とする請求項１に記載の処理液供給機構。
【請求項５】
前記調圧機構は、前記処理液供給配管の一次側に設けられた、処理液の圧力を制御する圧力制御バルブを有することを特徴とする請求項２または請求項４に記載の処理液供給機構。
【請求項６】
前記調圧機構は、前記処理液供給配管の一次側に設けられ、前記処理液が一旦貯留され、処理液の送出圧力を変化させることが可能な中間タンクを有することを特徴とする請求項２に記載の処理液供給機構。
【請求項７】
前記中間タンクは、その中を脱気する脱気機構を有することを特徴とする請求項６に記載の処理液供給機構。
【請求項８】
被処理体に対して液処理を行う際に、被処理体に処理液を供給する処理液供給方法であって、
処理液供給源から配管を介して基板に供給される処理液の通流断面積を変化させる可変オリフィス部を有する流量制御器により流量を制御しつつ処理液を供給する工程と、
前記可変オリフィス部より前段の一次側の液圧および前記可変オリフィス部より後段の二次側の液圧を求める工程と、
処理液の液圧とその液圧の処理液に溶存可能な気体成分の量との関係から、前記処理液から気泡が発生し始める前記一次側の液圧と前記二次側の液圧との差圧ΔＰｓを求め、この差圧ΔＰｓの値以下の閾値ΔＰｔを設定する工程と、
実際に求められた前記一次側の液圧と前記二次側の液圧との差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したか否かを判断する工程と、
実際に求められた差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したと判断した場合に、前記処理液の気泡の発生を抑制するように処理液の状態を制御する工程と
を有することを特徴とする処理液供給方法。
【請求項９】
前記制御する工程は、前記実際に求められた差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したと判断した場合に、前記差圧の値が前記閾値ΔＰｔより低くなるように、前記一次側の処理液の圧力を調節することを特徴とする請求項８に記載の処理液供給方法。
【請求項１０】
前記制御する工程は、前記実際に求められた差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したと判断した場合に、前記差圧の値が前記閾値ΔＰｔより低くなるように、前記一次側の処理液を脱気することを特徴とする請求項８に記載の処理液供給方法。
【請求項１１】
前記制御する工程は、前記実際に求められた差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したと判断した場合に、前記一次側の処理液の圧力を調節し、それだけでは前記差圧が前記閾値ΔＰｔより低くならない場合に、前記一次側の処理液を脱気して前記差圧が前記閾値ΔＰｔより低くなるようにすることを特徴とする請求項８に記載の処理液供給方法。
【請求項１２】
基板に液処理を施す基板処理部と、
前記基板処理部に処理液を供給する処理液供給機構と
を具備し、
前記処理液供給機構は、請求項１から請求項７のいずれかに記載されたものであることを特徴とする液処理装置。
【請求項１３】
コンピュータ上で動作し、処理液供給機構を制御するためのプログラムが記憶された記憶媒体であって、前記プログラムは、実行時に、請求項８から請求項１１のいずれか１項の処理液供給方法が行われるようにコンピュータに処理装置を制御させることを特徴とする記憶媒体。
【請求項１】
被処理体に対して液処理を行う際に、被処理体に処理液を供給する処理液供給機構であって、
処理液供給源と、
前記処理液供給源から処理液を供給する処理液供給配管と、
前記処理液供給配管に設けられ、前記処理液の通流断面積を変化させる可変オリフィス部を有する流量制御器と、
前記可変オリフィス部より前段の一次側の液圧および前記可変オリフィス部より後段の二次側の液圧を求める圧力検出機構と、
予め記憶された、処理液の液圧とその液圧の処理液に溶存可能な気体成分の量との関係から、前記処理液から気泡が発生し始める前記一次側の液圧と前記二次側の液圧との差圧ΔＰｓを求め、この差圧ΔＰｓの値以下の閾値ΔＰｔを設定し、実際に求められた前記一次側の液圧と前記二次側の液圧との差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したか否かを判断し、実際に求められた差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したと判断した場合に、前記処理液の気泡の発生を抑制するように処理液の状態を制御する制御機構と
を具備することを特徴とする処理液供給機構。
【請求項２】
前記一次側の処理液の圧力を調節する調圧機構をさらに具備し、前記制御機構は、前記実際に求められた差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したと判断した場合に、前記差圧の値が前記閾値ΔＰｔより低くなるように、前記調圧機構の圧力調節を制御することにより処理液の状態を制御することを特徴とする請求項１に記載の処理液供給機構。
【請求項３】
前記一次側の処理液を脱気する脱気機構をさらに具備し、前記制御機構は、前記実際に求められた差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したと判断した場合に、前記差圧の値が前記閾値ΔＰｔより低くなるように、前記脱気機構による脱気を制御することにより処理液の状態を制御することを特徴とする請求項１に記載の処理液供給機構。
【請求項４】
前記一次側の処理液の圧力を調節する調圧機構と、前記一次側の処理液を脱気する脱気機構をさらに具備し、前記制御機構は、前記実際に求められた差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したと判断した場合に、前記調圧機構の圧力調節を制御することにより処理液の状態を制御し、前記調圧機構の制御だけでは前記差圧が前記閾値ΔＰｔより低くならない場合に、前記脱気機構を作動させて前記差圧の値が前記閾値ΔＰｔより低くなるように制御することにより処理液の状態を制御することを特徴とする請求項１に記載の処理液供給機構。
【請求項５】
前記調圧機構は、前記処理液供給配管の一次側に設けられた、処理液の圧力を制御する圧力制御バルブを有することを特徴とする請求項２または請求項４に記載の処理液供給機構。
【請求項６】
前記調圧機構は、前記処理液供給配管の一次側に設けられ、前記処理液が一旦貯留され、処理液の送出圧力を変化させることが可能な中間タンクを有することを特徴とする請求項２に記載の処理液供給機構。
【請求項７】
前記中間タンクは、その中を脱気する脱気機構を有することを特徴とする請求項６に記載の処理液供給機構。
【請求項８】
被処理体に対して液処理を行う際に、被処理体に処理液を供給する処理液供給方法であって、
処理液供給源から配管を介して基板に供給される処理液の通流断面積を変化させる可変オリフィス部を有する流量制御器により流量を制御しつつ処理液を供給する工程と、
前記可変オリフィス部より前段の一次側の液圧および前記可変オリフィス部より後段の二次側の液圧を求める工程と、
処理液の液圧とその液圧の処理液に溶存可能な気体成分の量との関係から、前記処理液から気泡が発生し始める前記一次側の液圧と前記二次側の液圧との差圧ΔＰｓを求め、この差圧ΔＰｓの値以下の閾値ΔＰｔを設定する工程と、
実際に求められた前記一次側の液圧と前記二次側の液圧との差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したか否かを判断する工程と、
実際に求められた差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したと判断した場合に、前記処理液の気泡の発生を抑制するように処理液の状態を制御する工程と
を有することを特徴とする処理液供給方法。
【請求項９】
前記制御する工程は、前記実際に求められた差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したと判断した場合に、前記差圧の値が前記閾値ΔＰｔより低くなるように、前記一次側の処理液の圧力を調節することを特徴とする請求項８に記載の処理液供給方法。
【請求項１０】
前記制御する工程は、前記実際に求められた差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したと判断した場合に、前記差圧の値が前記閾値ΔＰｔより低くなるように、前記一次側の処理液を脱気することを特徴とする請求項８に記載の処理液供給方法。
【請求項１１】
前記制御する工程は、前記実際に求められた差圧ΔＰｅの値が前記閾値ΔＰｔに達したと判断した場合に、前記一次側の処理液の圧力を調節し、それだけでは前記差圧が前記閾値ΔＰｔより低くならない場合に、前記一次側の処理液を脱気して前記差圧が前記閾値ΔＰｔより低くなるようにすることを特徴とする請求項８に記載の処理液供給方法。
【請求項１２】
基板に液処理を施す基板処理部と、
前記基板処理部に処理液を供給する処理液供給機構と
を具備し、
前記処理液供給機構は、請求項１から請求項７のいずれかに記載されたものであることを特徴とする液処理装置。
【請求項１３】
コンピュータ上で動作し、処理液供給機構を制御するためのプログラムが記憶された記憶媒体であって、前記プログラムは、実行時に、請求項８から請求項１１のいずれか１項の処理液供給方法が行われるようにコンピュータに処理装置を制御させることを特徴とする記憶媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−２１２５９８（Ｐ２０１０−２１２５９８Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５９５７３（Ｐ２００９−５９５７３）
【出願日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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