特開 2025-142971 基板処理装置及び基板処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025142971

(43)【公開日】2025-10-01

(54)【発明の名称】基板処理装置及び基板処理方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20250924BHJP

   H01L 21/306 20060101ALI20250924BHJP

   G05D 7/06 20060101ALI20250924BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 648G

H01L21/304 648K

H01L21/306 J

G05D7/06 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024042627

(22)【出願日】2024-03-18

(71)【出願人】

【識別番号】000207551

【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】110002310

【氏名又は名称】弁理士法人あい特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100168583

【弁理士】

【氏名又は名称】前井 宏之

(72)【発明者】

【氏名】生和 高明

(72)【発明者】

【氏名】平尾 司

【テーマコード（参考）】

5F043

5F157

5H307

【Ｆターム（参考）】

5F043DD13

5F043EE07

5F043EE08

5F043EE29

5F157AB02

5F157AB14

5F157AB33

5F157AB45

5F157AB49

5F157AB51

5F157AB64

5F157AB90

5F157CD32

5F157CE83

5F157CF02

5F157CF14

5F157CF40

5F157CF42

5F157CF44

5F157CF60

5F157CF99

5F157DA43

5H307AA01

5H307BB05

5H307DD17

5H307EE01

5H307EE06

5H307FF02

5H307HH12

(57)【要約】

【課題】流量調整機構の長寿命化が可能な基板処理装置を提供する。
【解決手段】
基板処理装置は、配管と、処理液供給部と、流量計と、平滑処理部と、流量調整機構とを備える。前記配管では処理液が流通する。前記処理液供給部は、前記配管を通じて前記処理液を基板に供給する。流量計は、配管における流量を計測する。平滑処理部は、流量計で計測された流量に対して平滑処理を実行する。流量調整機構は、流量の目標値と、平滑処理の結果とに基づいて流量を調整する。流量計で計測された流量が第１範囲内である場合、平滑処理部は、第１時定数に基づいて平滑処理を実行する。流量計で計測された流量が第１範囲よりも目標値に近い第２範囲内である場合、平滑処理部は、第１時定数より長い第２時定数に基づいて平滑処理を実行する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

処理液が流通する配管と、
前記配管を通じて前記処理液を基板に供給する処理液供給部と、
前記配管における流量を計測する流量計と、
前記流量計で計測された前記流量に対して平滑処理を実行する平滑処理部と、
前記流量の目標値と、前記平滑処理の結果とに基づいて、前記流量を調整する流量調整機構と、
を備え、
前記流量計で計測された前記流量が第１範囲内である場合、前記平滑処理部は、第１時定数に基づいて前記平滑処理を実行し、
前記流量計で計測された前記流量が前記第１範囲よりも前記目標値に近い第２範囲内である場合、前記平滑処理部は、前記第１時定数より長い第２時定数に基づいて前記平滑処理を実行する、基板処理装置。

【請求項2】

前記流量計で計測された前記流量が前記第１範囲から前記第２範囲に変化したことに応じて、前記平滑処理部は、前記第１時定数に基づく前記平滑処理を終了して、前記第２時定数に基づく前記平滑処理を開始する、請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記流量計で計測された前記流量が前記第２範囲から前記第１範囲に変化したことに応じて、前記平滑処理部は、前記第２時定数に基づく前記平滑処理を終了して、前記第１時定数に基づく前記平滑処理を開始する、請求項１又は２に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記流量調整機構は、前記配管における前記処理液の流量を調整するモーターニードルバルブを含む、請求項１又は２に記載の基板処理装置。

【請求項5】

前記平滑処理部は、前記平滑処理において、前記第１時定数又は前記第２時定数で前記流量の変化量を除する、請求項１又は２に記載の基板処理装置。

【請求項6】

処理の手順を規定するレシピデータを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記レシピデータに基づいて、前記平滑処理部に前記第１時定数及び前記第２時定数を設定する設定処理部を更に備える、請求項１又は２に記載の基板処理装置。

【請求項7】

配管を通じて処理液を基板に供給する工程と、
前記配管における流量を流量計により計測する工程と、
前記流量計により計測された前記流量が第１範囲内である場合に、第１時定数に基づいて前記流量に対して第１平滑処理を実行する工程と、
前記流量計により計測された前記流量が前記第１範囲よりも、前記流量の目標値に近い第２範囲内である場合に、前記第１時定数より長い第２時定数に基づいて第２平滑処理を実行する工程と、
前記流量の目標値と、前記第１平滑処理又は前記第２平滑処理の結果とに基づいて、前記流量を調整する工程と
を含む、基板処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板処理装置及び基板処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

背景技術に係る基板処理装置は、基板に対して液処理を行う複数の処理ユニットと、処理ユニットに処理液を供給する処理流体供給源とを有する。処理流体供給源からの処理液は、供給ラインを流通する。供給ラインにおける処理液の流量は、流量調整機構により設定流量に調整される。詳細には、流量調整機構では、弁体が弁座を繰り返し開閉することで流量が設定流量に調整される。設定流量の処理液は、供給ラインを通じて基板に吐出される（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－２１３１４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、基板処理装置では、弁体が弁座に繰り返し接触するため、流量調整機構が比較的早く劣化するという問題点があった。

【0005】

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、流量調整機構の長寿命化が可能な基板処理装置及び基板処理方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１態様によれば、基板処理装置は、配管と、処理液供給部と、流量計と、平滑処理部と、流量調整機構とを備える。前記配管では処理液が流通する。前記処理液供給部は、前記配管を通じて前記処理液を基板に供給する。前記流量計は、前記配管における流量を計測する。前記平滑処理部は、前記流量計で計測された前記流量に対して平滑処理を実行する。前記流量調整機構は、前記流量の目標値と、前記平滑処理の結果とに基づいて、前記流量を調整する。前記流量計で計測された前記流量が第１範囲内である場合、前記平滑処理部は、第１時定数に基づいて前記平滑処理を実行する。前記流量計で計測された前記流量が前記第１範囲よりも前記目標値に近い第２範囲内である場合、前記平滑処理部は、前記第１時定数より長い第２時定数に基づいて前記平滑処理を実行する。

【0007】

ある実施形態において、前記流量計で計測された前記流量が前記第１範囲から前記第２範囲に変化したことに応じて、前記平滑処理部は、前記第１時定数に基づく前記平滑処理を終了して、前記第２時定数に基づく前記平滑処理を開始する。

【0008】

ある実施形態において、前記流量計で計測された前記流量が前記第２範囲から前記第１範囲に変化したことに応じて、前記平滑処理部は、前記第２時定数に基づく前記平滑処理を終了して、前記第１時定数に基づく前記平滑処理を開始する。

【0009】

ある実施形態において、前記流量調整機構は、前記配管における前記処理液の流量を調整するモーターニードルバルブを含む。

【0010】

ある実施形態において、前記平滑処理部は、前記平滑処理において、前記第１時定数又は前記第２時定数で前記流量の変化量を除する。

【0011】

ある実施形態において、前記基板処理装置は、記憶部と、設定処理部とを更に備える。前記記憶部は、前記基板処理装置による処理の手順を規定するレシピデータを記憶する。前記設定処理部は、前記記憶部に記憶された前記レシピデータに基づいて、前記平滑処理部に前記第１時定数及び前記第２時定数を設定する。

【0012】

本発明の第２態様によれば、基板処理方法は、配管を通じて処理液を基板に供給する工程と、前記配管における流量を流量計により計測する工程と、前記流量計により計測された前記流量が第１範囲内である場合に、第１時定数に基づいて前記流量に対して第１平滑処理を実行する工程と、前記流量計により計測された前記流量が前記第１範囲よりも、前記流量の目標値に近い第２範囲内である場合に、前記第１時定数より長い第２時定数に基づいて第２平滑処理を実行する工程と、前記流量の目標値と、前記第１平滑処理又は前記第２平滑処理の結果とに基づいて、前記流量を調整する工程とを含む。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、流量調整機構の長寿命化が可能な基板処理装置及び基板処理方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１実施形態の基板処理装置を示す図である。

【図2】図１に示す処理ユニットを示す図である。

【図3】調整バルブの断面を示す図である。

【図4】図１に示す処理ユニットの周辺構成を示す図である。

【図5】図１に示す基板処理装置のブロック図である。

【図6】図５に示す平滑処理部で使用される第１時定数τ１及び第２時定数τ２を示す図である。

【図7】図５に示す検出器の処理を示す図である。

【図8】調整バルブの開度調整処理を示すフローチャートである。

【図9】時間に対する流量とニードル位置とを示すグラフである。

【図10】第１実施形態の基板処理装置を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合がある。また、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。本願明細書では、発明の理解を容易にするため、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を記載することがある。本実施形態では、Ｘ軸及びＹ軸は水平方向に平行であり、Ｚ軸は鉛直方向に平行である。

【0016】

（第１実施形態）
図１～図１７を参照して、本発明の第１実施形態の基板処理装置１００について説明する。図１は、第１実施形態の基板処理装置１００を示す図である。

【0017】

図１に示すように、基板処理装置１００は、基板Ｗを処理する。基板処理装置１００は、基板Ｗに対して、エッチング、表面処理、特性付与、処理膜形成、膜の少なくとも一部の除去、及び、洗浄のうちの少なくとも１つを行うように基板Ｗを処理する。

【0018】

基板Ｗは、半導体基板として用いられる。基板Ｗは、半導体ウエハを含む。例えば、基板Ｗは略円板状である。ここでは、基板処理装置１００は、基板Ｗを一枚ずつ処理する。

【0019】

基板処理装置１００は、複数の処理ユニット１０と、流体キャビネット１１０と、複数の流体ボックス１２０と、複数のロードポートＬＰと、インデクサーロボットＩＲと、センターロボットＣＲと、制御装置１０１とを備える。

【0020】

ロードポートＬＰの各々は、複数枚の基板Ｗを積層して収容する。インデクサーロボットＩＲは、ロードポートＬＰとセンターロボットＣＲとの間で基板Ｗを搬送する。センターロボットＣＲは、インデクサーロボットＩＲと処理ユニット１０との間で基板Ｗを搬送する。処理ユニット１０の各々は、処理液を基板Ｗに供給して、基板Ｗに処理を実行する。流体キャビネット１１０は、処理液を収容する。処理液は、例えば、薬液、リンス液、除去液及び／又は撥水剤を含む。流体キャビネット１１０は、処理液を収容する。なお、流体キャビネット１１０は、ガスを収容してもよい。

【0021】

複数の処理ユニット１０は、平面視においてセンターロボットＣＲを取り囲むように配置された複数のタワーＴＷ（図１では４つのタワーＴＷ）を形成している。各タワーＴＷは、上下に積層された複数の処理ユニット１０（図１では３つの処理ユニット１０）を含む。流体ボックス１２０は、それぞれ、複数のタワーＴＷに対応している。流体キャビネット１１０内の処理液は、いずれかの流体ボックス１２０を介して、流体ボックス１２０に対応するタワーＴＷに含まれる全ての処理ユニット１０に供給される。

【0022】

制御装置１０１は、基板処理装置１００の各部の動作を制御する。例えば、制御装置１０１は、ロードポートＬＰ、インデクサーロボットＩＲ、及びセンターロボットＣＲを制御する。

【0023】

制御装置１０１は、制御部１０２及び記憶部１０４を含む。制御部１０２は、プロセッサを有する。制御部１０２は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を有する。又は、制御部１０２は、汎用演算機を有してもよい。

【0024】

記憶部１０４は、データ及びコンピュータプログラムを記憶する。データは、レシピデータ１０４１（図５参照）を含む。レシピデータ１０４１は、複数のレシピを示す情報を含む。複数のレシピの各々は、基板Ｗの処理内容及び処理手順を規定する。

【0025】

記憶部１０４は、主記憶装置と、補助記憶装置とを含む。主記憶装置は、例えば、半導体メモリーである。補助記憶装置は、例えば、半導体メモリー及び／又はハードディスクドライブである。記憶部１０４はリムーバブルメディアを含んでいてもよい。制御部１０２は、記憶部１０４の記憶しているコンピュータプログラムを実行して、基板処理動作を実行する。

【0026】

次に、図２を参照して、第１実施形態の基板処理装置１００における処理ユニット１０を説明する。図２は、図１に示す処理ユニット１０を示す図である。

【0027】

処理ユニット１０は、チャンバー１２と、基板保持部２０とを備える。チャンバー１２は、基板Ｗを収容する。基板保持部２０は、基板Ｗを保持する。

【0028】

チャンバー１２は、内部空間を有する略箱形状である。チャンバー１２は、基板Ｗを収容する。ここでは、基板処理装置１００は、基板Ｗを１枚ずつ処理する枚葉型であり、チャンバー１２には基板Ｗが１枚ずつ収容される。基板Ｗは、チャンバー１２内に収容され、チャンバー１２内で処理される。チャンバー１２には、基板保持部２０及び後述する処理液供給部３０のそれぞれの少なくとも一部が収容される。

【0029】

基板保持部２０は、基板Ｗを保持する。基板保持部２０は、基板Ｗの上面（表面）Ｗａを上方に向け、基板Ｗの下面（裏面）Ｗｂを鉛直下方に向くように基板Ｗを水平に保持する。また、基板保持部２０は、基板Ｗを保持した状態で基板Ｗを回転させる。基板保持部２０は、基板Ｗを保持したまま基板Ｗを回転させる。

【0030】

例えば、基板保持部２０は、基板Ｗの端部を挟持する挟持式であってもよい。あるいは、基板保持部２０は、基板Ｗを下面Ｗｂから保持する任意の機構を有してもよい。例えば、基板保持部２０は、バキューム式であってもよい。

【0031】

例えば、基板保持部２０は、スピンベース２１と、チャック部材２２と、シャフト２３と、電動モーター２４と、ハウジング２５とを含む。チャック部材２２は、スピンベース２１に設けられる。チャック部材２２は、基板Ｗをチャックする。典型的には、スピンベース２１には、複数のチャック部材２２が設けられる。

【0032】

シャフト２３は、中空軸である。シャフト２３は、回転軸Ａｘに沿って鉛直方向に延びている。シャフト２３の上端には、スピンベース２１が結合されている。基板Ｗは、スピンベース２１の上方に載置される。

【0033】

スピンベース２１は、円板状であり、基板Ｗを水平に支持する。シャフト２３は、スピンベース２１の中央部から下方に延びる。電動モーター２４は、シャフト２３に回転力を与える。電動モーター２４は、シャフト２３を回転方向に回転させることにより、回転軸Ａｘを中心に基板Ｗ及びスピンベース２１を回転させる。ハウジング２５は、シャフト２３及び電動モーター２４を取り囲んでいる。

【0034】

基板処理装置１００は、処理液供給部３０を更に備える。処理液供給部３０は、後述の配管３１を通じて供給された処理液を基板Ｗに供給する。典型的には、処理液供給部３０は、基板Ｗの上面Ｗａに処理液を供給する。

【0035】

処理液は、いわゆる薬液を含んでもよい。薬液は、例えば、フッ酸を含む。例えば、フッ酸は、４０℃以上７０℃以下に加熱されてもよく、５０℃以上６０℃以下に加熱されてもよい。ただし、フッ酸は、加熱されなくてもよい。また、薬液は、水又は燐酸を含んでもよい。

【0036】

さらに、薬液は、過酸化水素水を含んでもよい。また、薬液は、ＳＣ１（アンモニア過酸化水素水混合液）、ＳＣ２（塩酸過酸化水素水混合液）又は王水（濃塩酸と濃硝酸との混合物）を含んでもよい。

【0037】

処理液供給部３０は、配管３１と、ノズル３２と、開閉バルブ３３と、調整バルブ３４と、流量計３５とを含む。ノズル３２は基板Ｗの上面Ｗａに処理液を吐出する。ノズル３２は、例えば、基板Ｗの中央部に処理液を吐出してもよいし、基板Ｗの中央部と周縁部との間の領域に処理液を吐出してもよい。ノズル３２は、吐出口を有し、吐出口から処理液を吐出する。

【0038】

ノズル３２は、基板Ｗに対して移動可能に構成されていることが好ましい。ノズル３２は、制御部１０２によって制御される移動機構にしたがって水平方向及び／又は鉛直方向に移動できる。なお、本明細書において、図面が過度に複雑になることを避けるために移動機構を省略していることに留意されたい。ノズル３２は、配管３１に接続される。配管３１には、供給源から処理液が供給される。配管３１内では、供給された処理液が流通し、ノズル３２から基板Ｗへと供給される。

【0039】

開閉バルブ３３は、配管３１に設けられ、配管３１内の流路を開閉する。具体的には、開閉バルブ３３は、弁座が内部に設けられたバルブボディ（図示せず）と、弁座を開閉する弁体と、開位置と閉位置との間で弁体を移動させるアクチュエータ（図示せず）とを含む。

【0040】

図３は、調整バルブ３４の断面を示す図である。調整バルブ３４は、配管３１に設けられ、配管３１の流路を通過する処理液の流量を調整する。調整バルブ３４は、電動式の調整バルブである。本実施形態では、調整バルブ３４は、モーターニードルバルブである。モーターニードルバルブは、電動ニードルバルブとも呼ばれる。モーターニードルバルブとすることで、配管３１における流量が正確に調整される。

【0041】

図３に示すように、具体的には、調整バルブ３４は、ニードル３４１と、ステッピングモーター３４２と、バルブボディ３４３と、ケース３４４と、連結部材３４５と、シール部材３４６とを有する。なお、調整バルブ３４は、本発明の「流量調整機構」の一部に相当する。バルブボディ３４３には、処理液が通過する内部流路３４３ａが形成されている。また、バルブボディ３４３は、内部流路３４３ａの一端部及び他端部にそれぞれ形成される流入口３４３ｂ及び流出口３４３ｃを有する。流入口３４３ｂ及び流出口３４３ｃは、配管３１に繋がっている。

【0042】

ニードル３４１は、内部流路３４３ａの開度を調整する。言い換えると、ニードル３４１は、内部流路３４３ａを通過する処理液の流量を調整する。ステッピングモーター３４２は、バルブボディ３４３に対してニードル３４１を移動させる。具体的には、ステッピングモーター３４２は、モーターシャフト３４２ａの軸方向にニードル３４１を移動させる。

【0043】

ケース３４４は、バルブボディ３４３に固定されているとともに、ステッピングモーター３４２及び連結部材３４５を収容している。連結部材３４５は、ステッピングモーター３４２のモーターシャフト３４２ａとニードル３４１とを連結している。シール部材３４６は、ケース３４４とニードル３４１との間の隙間をシールする。シール部材３４６は、例えば、Ｏリングである。シール部材３４６は、内部流路３４３ａの処理液がケース３４４内に漏れることを抑制する。

【0044】

また、調整バルブ３４は、原点センサ３４７を有する。原点センサ３４７は、ニードル３４１を原点位置（基準位置）に位置させるためのセンサである。具体的には、原点センサ３４７は、発光素子を有する発光部３４７ａと、受光素子を有する受光部３４７ｂとを有する。発光部３４７ａ及び受光部３４７ｂは、モーターシャフト３４２ａに対してニードル３４１とは反対側に配置されている。なお、発光部３４７ａ及び受光部３４７ｂは、モーターシャフト３４２ａに対してニードル３４１と同じ側に配置されてもよい。ステッピングモーター３４２の駆動によりモーターシャフト３４２ａが軸方向に移動し、発光部３４７ａから受光部３４７ｂに向かう光をモーターシャフト３４２ａが遮光する位置が、モーターシャフト３４２ａ及びニードル３４１の原点位置（基準位置）である。

【0045】

ステッピングモーター３４２は、ニードル３４１を全開位置と全閉位置との間で移動させる。ステッピングモーター３４２がニードル３４１を軸方向に移動させることによって、バルブボディ３４３の内部流路３４３ａの開度が変更される。内部流路３４３ａの開度は、ニードル３４１を原点位置に位置させてから、ステッピングモーター３４２に入力される駆動電流に含まれるパルス数によって調整される。

【0046】

図２に示すように、流量計３５は、配管３１における流量を計測する。換言すると、流量計３５は、配管３１内を通過する処理液の流量を検出する。流量計３５は、特に限定されるものではないが、例えば、超音波式の流量計である。また、流量計３５の計測結果Ｖａは、本実施形態では、配管３１内における流量の経時変化を示すアナログ信号であり（図６参照）、調整バルブ３４の制御に用いられる。

【0047】

基板処理装置１００は、カップ８０を更に備える。カップ８０は、基板Ｗから飛散した処理液を回収する。カップ８０は昇降する。例えば、カップ８０は、処理液供給部３０が基板Ｗに処理液を供給する期間にわたって基板Ｗの側方にまで鉛直上方に上昇する。この場合、カップ８０は、基板Ｗの回転によって基板Ｗから飛散する処理液を回収する。また、カップ８０は、処理液供給部３０が基板Ｗに処理液を供給する期間が終了すると、基板Ｗの側方から鉛直下方に下降する。

【0048】

上述したように、制御装置１０１は、制御部１０２及び記憶部１０４を含む。制御部１０２は、基板保持部２０、処理液供給部３０及び／又はカップ８０を制御する。一例では、制御部１０２は、電動モーター２４、開閉バルブ３３及び調整バルブ３４を制御する。

【0049】

なお、図２に示した処理ユニット１０において、処理液供給部３０は、１種類の処理液を基板Ｗに供給可能であるが、処理液供給部３０は、複数種類の処理液を基板Ｗに供給可能であってもよい。例えば、処理液供給部３０は、配管３１、ノズル３２、開閉バルブ３３及び調整バルブ３４をそれぞれ複数含んでもよい。

【0050】

次に、図４から図６を参照して、第１実施形態の処理ユニット１０について更に説明する。図４は、図１に示す処理ユニット１０の周辺構成を示す図である。図５は、第１実施形態の基板処理装置１００のブロック図である。図６は、図５に示される平滑処理部４１２で使用される第１時定数τ１及び第２時定数τ２を示す図である。図７は、図５に示される検出器４１の処理を示す図である。

【0051】

図４に示すように、基板処理装置１００は、検出器４１と、制御器４２と、制御器４３とを有する。

【0052】

図５に示されるように、検出器４１は、Ａ／Ｄ変換器４１１と、平滑処理部４１２とを有する。検出器４１は、例えばＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）の半導体素子で実現可能である。

【0053】

Ａ／Ｄ変換器４１１は、図５に示されるように、流量計３５の計測結果（即ち、アナログ値）Ｖａ（図６参照）を、予め定められたサンプリング周波数で、流量計３５の計測結果を示すデジタル値Ｖｄ（図６参照）に変換する。デジタル値Ｖｄは、図６中では、白抜きの丸で示されている。

【0054】

平滑処理部４１２は、制御部１０２により設定された時定数τで、Ａ／Ｄ変換器４１１から得られるデジタル値Ｖｄに対して平滑処理を実行し、平滑処理の結果Ｖｓを制御器４２に出力する。時定数τは、流量計３５の計測結果Ｖａに対する平滑処理の結果Ｖｓの応答性を表す。換言すると、時定数τは、検出器４１の応答速度を表す。時定数τの単位は、秒、ミリ秒、マイクロ秒等である。平滑処理の結果Ｖｓは、図６中では、白抜きの三角形で示されている。

【0055】

平滑処理は、典型的には、時定数τが示す時間に含まれるデジタル値Ｖｄから、異常値又はノイズを除外する処理である。平滑処理部４１２は、典型的には、時定数τが示す時間で、時定数τの間におけるデジタル値Ｖｄの変化量ΔＶｄを除して、平滑処理の結果Ｖｓを制御器４２に出力する。

【0056】

図６の上段には、時定数τが第１時定数τ１の場合における平滑処理の結果Ｖｓ１が示される。図６の下段には、時定数τが第２時定数τ２の場合における平滑処理の結果Ｖｓ２が示されている。図６の上段及び下段では、計測結果Ｖａは互いに同じとする。したがって、図６の上段及び下段では、デジタル値Ｖｄも互いに同じである。第１時定数τ１の方が第２時定数τ２よりも短い。よって、平滑処理部４１２は、平滑処理の結果Ｖｓ２よりも平滑処理の結果Ｖｓ１を早く出力することになる。即ち、平滑処理部４１２の応答性は、時定数τが短い方が高速である。一方で、時定数τが長い方が、平滑処理の結果Ｖｓからは異常値又はノイズが除外される。

【0057】

流量計３５の計測結果Ｖａが第１範囲Ｒ１（図７参照）内である場合、平滑処理部４１２には、制御部１０２により第１時定数τ１が設定される。この場合、平滑処理部４１２は、第１時定数τ１に基づいて平滑処理を実行する。詳細には、平滑処理部４１２は、第１時定数τ１（図７参照）が示す時間が経過するたびに、第１時定数τ１の間におけるデジタル値Ｖｄ１の変化量ΔＶｄ１（図５参照）を除して、平滑処理の結果Ｖｓ１として順次出力する。

【0058】

流量計３５の計測結果Ｖａが第１範囲Ｒ１から第２範囲Ｒ２（図７参照）に変化したことに応じて、平滑処理部４１２は、第１時定数τ１に基づく平滑処理を終了して、第２時定数τ２（図７参照）に基づく平滑処理を開始する。第２範囲Ｒ２は、第１範囲Ｒ１よりも、配管３１における流量の目標値Ｖｔｇ（図７参照）に近い。また、第１範囲Ｒ１と第２範囲Ｒ２との境界値Ｖｔｈは、目標値Ｖｔｇに対して、以下の所定割合を乗じた値である。目標値Ｖｔｇは、記憶部１０４に記憶されるレシピデータ１０４１（図５参照）に予め記述されている。所定割合は、例えば０．６３である。

【0059】

流量計３５の計測結果Ｖａが第２範囲Ｒ２内である場合、平滑処理部４１２には、制御部１０２により、第１時定数τ１よりも長い第２時定数τ２が設定される。この場合、平滑処理部４１２は、第２時定数τ２に基づいて平滑処理を実行する。詳細には、平滑処理部４１２は、第２時定数τ２が示す時間が経過するたびに、時定数τ２の間におけるデジタル値Ｖｄ２の変化量ΔＶｄ２を除して、平滑処理の結果Ｖｓ２として順次出力する。

【0060】

流量計３５の計測結果Ｖａが第２範囲Ｒ２から第１範囲Ｒ１に変化したことに応じて、平滑処理部４１２は、第２時定数τ２に基づく平滑処理から第１時定数τ１に基づく平滑処理に切り換える。

【0061】

図４及び図５において、制御器４２は、検出器４１と同じ半導体素子に実装されていてもよい。しかし、これに限らず、制御器４２は、検出器４１とは異なる半導体素子で実現されてもよい。なお、この点については、制御器４３も同様に当てはまる。

【0062】

図５において、制御器４２は、制御部１０２により設定される流量の目標値Ｖｔｇ（図７参照）と、平滑処理の結果Ｖｓとに基づいて、調整バルブ３４のステッピングモーター３４２を駆動させて、配管３１の流路の開度を制御する。これにより、制御器４２は、配管３１における流量を調整する。即ち、制御器４２と調整バルブ３４との組み合わせは、本発明における「流量調整機構」の一例である。

【0063】

具体的には、制御器４２は、演算回路と、ドライバ回路とを含む。演算回路は、配管３１における流量を示す平滑処理の結果Ｖｓに基づくＰＩＤ制御を実行する。ドライバ回路は、調整バルブ３４のステッピングモーター３４２を駆動させる駆動電流を生成する。

【0064】

詳しくは、制御器４２は、制御部１０２により設定される流量の目標値Ｖｔｇ（図７参照）と、平滑処理の結果Ｖｓとの偏差に基づくＰＩＤ制御により、調整バルブ３４のニードル３４１（図３参照）の現在位置（即ち、開度）を導出する。制御器４２は更に、導出した現在位置に相当するパルス数の駆動電流を生成し、調整バルブ３４のステッピングモーター３４２に入力する。これにより、調整バルブ３４のステッピングモーター３４２は、駆動電流に基づいて回転する。この結果、ニードル３４１が移動して、配管３１内を通過する処理液の流量が目標値Ｖｔｇに近づくように調整バルブ３４の開度が調整される。なお、流量の目標値Ｖｔｇは、制御部１０２によって制御器４２に設定される。

【0065】

制御器４３は、開閉バルブ３３を駆動させて、配管３１を開閉する。具体的には、制御器４３は、ドライバ回路を含む。ドライバ回路は、開閉バルブ３３を駆動させる駆動電流を生成する。

【0066】

詳しくは、制御器４３は、制御部１０２から入力される開閉信号に基づいて、開閉バルブ３３を駆動させる駆動電流（パルス信号）を生成し、開閉バルブ３３に入力する。これにより、開閉バルブ３３は、配管３１を開閉する。

【0067】

図５において、記憶部１０４には、基板処理装置１００の処理を規定するレシピデータ１０４１が記憶される。レシピデータ１０４１は、少なくとも１つのレシピステップ１０４２を含む。レシピステップ１０４２は、配管３１における流量の目標値Ｖｔｇ、第１時定数τ１及び第２時定数τ２を示す情報を含む。

【0068】

制御部１０２は、記憶部１０４に記憶されるコンピュータプログラムを実行して、基板処理装置１００の各部を制御する。

【0069】

制御部１０２は、インデクサーロボットＩＲを制御して、インデクサーロボットＩＲによって基板Ｗを受け渡しする。

【0070】

制御部１０２は、センターロボットＣＲを制御して、センターロボットＣＲによって基板Ｗを受け渡しする。例えば、センターロボットＣＲは、未処理の基板Ｗを受け取って、複数の処理ユニット１０のうちのいずれかに基板Ｗを搬入する。また、センターロボットＣＲは、処理された基板Ｗを処理ユニット１０から受け取って、基板Ｗを搬出する。

【0071】

制御部１０２は、基板保持部２０を制御して、基板Ｗの回転の開始、回転速度の変更及び基板Ｗの回転の停止を制御する。例えば、制御部１０２は、基板保持部２０を制御して、基板保持部２０の回転数を変更することができる。具体的には、制御部１０２は、基板保持部２０の電動モーター２４の回転数を変更することによって、基板Ｗの回転数を変更できる。

【0072】

制御部１０２は、開閉バルブ３３を制御して、開閉バルブ３３の状態を開状態と閉状態とに切り替えることができる。具体的には、制御部１０２は、制御器４３に制御信号（開閉信号）を送信することによって、開閉バルブ３３を開状態又は閉状態にする。これにより、配管３１内の処理液を通過させたり、通過させなかったりできる。

【0073】

また、制御部１０２は、制御器４２を制御して、調整バルブ３４の開度を調整することができる。

【0074】

次に、図５から図８を参照して、第１実施形態の基板処理装置１００を更に説明する。図８は、調整バルブ３４の開度調整処理を示すフローチャートである。開度調整処理は、ステップＳ１０１～Ｓ１１０を含む。

【0075】

ステップＳ１０１において、制御部１０２は、記憶部１０４からレシピデータ１０４１を読み出す。制御部１０２は、レシピステップ１０４２から目標値Ｖｔｇ、第１時定数τ１及び第２時定数τ２を示す情報を読み出して、検出器４１の平滑処理部４１２に転送する。平滑処理部４１２は、転送されてきた情報を内部メモリーに書き込む。平滑処理部４１２は更に、目標値Ｖｔｇに所定割合を乗じることで境界値Ｖｔｈを導出し内部メモリーに書き込む。

【0076】

換言すると、制御部１０２は、ステップＳ１０１において、記憶部１０４に記憶されたレシピデータ１０４１に基づいて、平滑処理部４１２に第１時定数τ１及び第２時定数τ２を設定する設定処理部１０２１として機能する。

【0077】

ステップＳ１０２において、制御器４３は、制御部１０２から入力される開閉信号に基づいて、開閉バルブ３３を開ける。

【0078】

ステップＳ１０３において、制御部１０２は、制御器４２に、調整バルブ３４におけるニードル３４１の初期位置を設定する。初期位置は、予め定められた位置であってもよい。制御器４２は、設定された初期位置にニードル３４１が位置するように、ステッピングモーター３４２に駆動電流を与える。

【0079】

ステップＳ１０１～Ｓ１０３により、基板処理装置１００は、配管３１を通じて供給された処理液を基板に供給することを開始する。

【0080】

ステップＳ１０４において、基板処理装置１００は、配管３１における流量を流量計３５により計測する。その結果、流量計３５の計測結果Ｖａが検出器４１に出力される。

【0081】

ステップＳ１０５において、検出器４１におけるＡ／Ｄ変換器４１１は、入力された計測結果Ｖａをデジタル値Ｖｄに変換し、平滑処理部４１２に出力する。

【0082】

ステップＳ１０６において、平滑処理部４１２は、デジタル値Ｖｄが境界値Ｖｔｈに達したか否かを判定する。デジタル値Ｖｄが境界値Ｖｔｈに達していない場合（ステップＳ１０６でＮｏ）、処理は、ステップＳ１０７に進む。デジタル値Ｖｄが境界値Ｖｔｈに達している場合（ステップＳ１０６でＹｅｓ）、処理は、ステップＳ１０７に進む。

【0083】

ステップＳ１０７において、配管３１内の流量が過渡領域にあるとして、平滑処理部４１２は、第１平滑処理を実行する。詳細には、平滑処理部４１２は、デジタル値Ｖｄの入力開始から第１時定数τ１の間、デジタル値Ｖｄを保持する。第１時定数τ１の経過後に、平滑処理部４１２は、第１時定数τ１の間におけるデジタル値Ｖｄの変化量ΔＶｄ１を除して、第１平滑処理の結果Ｖｓ１を導出する。平滑処理部４１２は、第１平滑処理の結果Ｖｓ１を、制御器４２に出力する。

【0084】

ステップＳ１０８において、制御器４２は、流量の目標値Ｖｔｇと、第１平滑処理の結果Ｖｓ１との偏差に基づくＰＩＤ制御により、調整バルブ３４のニードル３４１（図３参照）の現在位置（即ち、開度）を導出する。制御器４２は更に、導出した現在位置に相当するパルス数の駆動電流を生成し、調整バルブ３４のステッピングモーター３４２に入力する。これにより、配管３１内を通過する処理液の流量が目標値Ｖｔｇに近づくように調整バルブ３４の開度が調整される。

【0085】

ステップＳ１０８の終了後、処理は、ステップＳ１０６に戻る。

【0086】

ステップＳ１０９において、配管３１内の流量が安定領域（定常状態ともいう）に遷移したとして、平滑処理部４１２は、第２平滑処理を実行する。詳細には、平滑処理部４１２は、デジタル値Ｖｄの入力開始から第２時定数τ２の間、デジタル値Ｖｄを保持する。第２時定数τ２の経過後に、平滑処理部４１２は、第２時定数τ２の間におけるデジタル値Ｖｄの変化量ΔＶｄ２を除して、第２平滑処理の結果Ｖｓ２を導出する。平滑処理部４１２は、第２平滑処理の結果Ｖｓ２を、制御器４２に出力する。

【0087】

ステップＳ１１０において、制御器４２は、流量の目標値Ｖｔｇと、第２平滑処理の結果Ｖｓ２との偏差に基づくＰＩＤ制御により、調整バルブ３４のニードル３４１（図３参照）の現在位置（即ち、開度）を導出する。制御器４２は更に、導出した現在位置に相当するパルス数の駆動電流をステッピングモーター３４２に与える。これにより、配管３１内を通過する処理液の流量が目標値Ｖｔｇ付近で変動するように調整バルブ３４の開度が調整される。

【0088】

ステップＳ１１０の終了後、処理は、ステップＳ１０６に戻る。

【0089】

図８の調整バルブ３４の開度調整によれば、デジタル値Ｖｄ（即ち、配管３１における流量）が境界値Ｖｔｈに達するまでの過渡領域では、第１平滑化処理が実施される。第１平滑化処理の結果Ｖｓ１は、図６に示されるように、第２平滑処理の結果Ｖｓ２よりも、実際の配管３１における流量に追従する。ＰＩＤ制御では、第１平滑化処理の結果Ｖｓ１が使用されるため、流量の目標値Ｖｔｇと、第１平滑処理の結果Ｖｓ１との偏差が素早く小さくなる。その結果、図９の上段に示されるように、配管３１の流量が目標値Ｖｔｇに近づくまでの間に、ニードル３４１の位置Ｐ１は、矢印Ａ１で示されるように比較的オーバーシュートしない。即ち、過度領域におけるニードル３４１の総移動量が少なく済む。

【0090】

仮にＰＩＤ制御で第２平滑化処理の結果Ｖｓ２が使用された場合、流量の目標値Ｖｔｇと、第２平滑処理の結果Ｖｓ２との偏差が素早く小さくならない。その結果、図９の下段に示されるように、配管３１の流量が目標値Ｖｔｇに近づくまでの間に、ニードル３４１の位置Ｐ２は、矢印Ａ２で示されるように大きくオーバーシュートする。

【0091】

一方、デジタル値Ｖｄ（即ち、配管３１における流量）が境界値Ｖｔｈに達した後の安定領域では、第２平滑化処理が実施される。第２平滑化処理の結果Ｖｓ２は、図６に示されるように、第１平滑処理の結果Ｖｓ１よりも、特異値又はノイズの影響が少ない。安定領域では、このような第２平滑化処理の結果Ｖｓ２がＰＩＤ制御で使用されるため、流量の目標値Ｖｔｇと、第２平滑処理の結果Ｖｓ２との偏差が小さくなる。その結果、安定領域の間にニードル３４１を移動させる量が少なく済む。

【0092】

以上により、調整バルブ３４（即ち、流量調整機構）の長寿命化が可能となる。

【0093】

なお、処理液の供給終了後に関しては、図８のステップＳ１０１において目標値Ｖｔｇをゼロに設定すればよい。それゆえ、処理液の供給終了後における開度調整処理の説明を控える。

【0094】

（第２実施形態）
次に、図１０を参照して、本発明の第２実施形態の基板処理装置１００について説明する。図１０は、第２実施形態の基板処理装置１００の模式的な平面図である。第２実施形態では、基板処理装置１００が、複数の処理ユニット１０に処理液を供給する共通配管６００と、共通配管６００内の圧力を検出する圧力計７３０とを備える例について説明する。なお、図１０では、便宜上、基板処理装置１００が備える処理ユニット１０のうち２つの処理ユニット１０のみを描いている。

【0095】

図１０に示すように、基板処理装置１００は、複数の処理ユニット１０と、共通配管６００とを備える。複数の処理ユニット１０は、互いに同じ構成を有する。配管３１、開閉バルブ３３、調整バルブ３４、及び、流量計３５は、処理ユニット１０毎に設けられている。本実施形態では、配管３１、開閉バルブ３３、制御器４３、調整バルブ３４、制御器４２、流量計３５、及び、検出器４１は、処理ユニット１０毎に設けられている。

【0096】

共通配管６００は、供給源に接続され、供給源から処理液が供給される。共通配管６００は、複数の処理ユニット１０の配管３１に処理液を供給する。共通配管６００は、上流配管６００ａ、中流配管６００ｂ及び下流配管６００ｃを有する。上流配管６００ａは、供給源に接続される。中流配管６００ｂは、上流配管６００ａの下流に位置し、複数の処理ユニット１０の配管３１に接続される。以下、理解を容易にするために、中流配管６００ｂの最上流に接続される処理ユニット１０を処理ユニット１０ａと記載し、中流配管６００ｂの最下流に接続される処理ユニット１０を処理ユニット１０ｂと記載することがある。下流配管６００ｃは、中流配管６００ｂの下流に位置する。下流配管６００ｃは、供給源に接続され、処理液を供給源に戻す。

【0097】

基板処理装置１００は、開閉バルブ６１０と、圧力調整バルブ６２０とを備える。開閉バルブ６１０は、上流配管６００ａに設けられ、上流配管６００ａ内の流路を開閉する。具体的には、開閉バルブ６１０は、例えば、弁座が内部に設けられたバルブボディ（図示しない）と、弁座を開閉する弁体と、開位置と閉位置との間で弁体を移動させるアクチュエータ（図示せず）とを含む。

【0098】

圧力調整バルブ６２０は、下流配管６００ｃに設けられ、下流配管６００ｃ内の処理液の圧力を調整する。具体的には、圧力調整バルブ６２０は、例えば、弁座が内部に設けられたバルブボディ（図示せず）と、弁座を開閉する弁体と、弁体の位置を調整する調整スプリング（図示せず）とを含む。

【0099】

基板処理装置１００は、配管７１０と、レギュレータ７２０とを備える。配管７１０は、気体（例えば、空気）の供給源と圧力調整バルブ６２０とを接続する。本実施形態では、レギュレータ７２０は、電空レギュレータである。レギュレータ７２０は、配管７１０に設けられ、圧力調整バルブ６２０に供給する空気圧を調整する。レギュレータ７２０から圧力調整バルブ６２０に供給される空気は、圧力調整バルブ６２０の調整スプリングに作用し、弁体の位置が調整される。

【0100】

基板処理装置１００は、圧力計７３０と、圧力調整バルブ制御器７４０と、温度計７５０とを備える。圧力計７３０は、上流配管６００ａに設けられ、上流配管６００ａ内の処理液の圧力を検出する。圧力計７３０の圧力検出結果（圧力検出信号）は、圧力調整バルブ制御器７４０に送信される。

【0101】

圧力調整バルブ制御器７４０は、レギュレータ７２０を駆動させて圧力調整バルブ６２０に供給する空気圧を制御する。具体的には、圧力調整バルブ制御器７４０は、演算回路を含む。演算回路は、所定のサンプリング周期にしたがってＰＩＤ制御を実行する。圧力調整バルブ制御器７４０は、圧力計７３０から入力される圧力検出信号と、予め設定された目標圧力値とに基づいて、圧力検出信号をＰＩＤ制御する。そして、圧力調整バルブ制御器７４０は、ＰＩＤ制御された圧力検出信号に基づいて、制御信号を生成してレギュレータ７２０に入力する。

【0102】

温度計７５０は、上流配管６００ａ内の処理液の温度、及び、下流配管６００ｃ内の処理液の温度を検出する。温度計７５０の温度検出結果は、制御部１０２に送信される。

【0103】

第２実施形態では、各処理ユニット１０では、第１実施形態と同様の開度調整処理（図８参照）が実行される。したがって、ある処理ユニット１０の配管３１における流量変動により、他の処理ユニット１０における配管３１の流量が変動したとしても、調整バルブ３４の開度は適切に調整される。

【0104】

以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。また、上記の実施形態に開示される複数の構成要素は適宜改変可能である。例えば、ある実施形態に示される全構成要素のうちのある構成要素を別の実施形態の構成要素に追加してもよく、又は、ある実施形態に示される全構成要素のうちのいくつかの構成要素を実施形態から削除してもよい。

【0105】

図面は、発明の理解を容易にするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚さ、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の構成は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。

【0106】

また、各実施形態では、供給源からの処理液をそのまま基板Ｗに供給する例について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、第１供給源からの第１処理液と、第２供給源からの第２処理液とを混合して混合処理液を生成し、混合処理液を基板Ｗに供給してもよい。

【0107】

各実施形態では、基板処理装置１００において、各処理ユニット１０は、所謂枚葉式のユニットであり、基板を一枚ずつ処理する。しかし、これに限らず、複数の処理ユニット１０のうち、少なくとも１ユニットは、所謂バッチ式のユニットであり、複数枚の基板を一括で処理するように構成されてもよい。

【0108】

各実施形態では、レシピステップ１０４２において、目標値Ｖｔｇは、時間によらず固定値であった。しかし、これに限らず、目標値Ｖｔｇは、時間により変化する値であってもよい。また、目標値Ｖｔｇ、第１時定数τ１及び第２時定数τ２は、処理液の種類により定められてもよい。

【0109】

各実施形態では、平滑処理部４１２は、平滑処理により、時定数τが示す時間で、時定数τの間におけるデジタル値Ｖｄの変化量ΔＶｄを除して、平滑処理の結果Ｖｓを導出していた。しかし、これに限らず、平滑処理部４１２は、時定数τの間におけるデジタル値Ｖｄの平均値を、平滑処理の結果Ｖｓとしてもよい。他にも、平滑処理部４１２は、時定数τの間におけるデジタル値Ｖｄの中央値を、平滑処理の結果Ｖｓとしてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0110】

本発明に係る基板処理装置及び基板処理方法は、産業上の利用可能性を有する。

【符号の説明】

【0111】

１００ 基板処理装置
３１ 配管
３０ 処理液供給部
３４ 調整バルブ（流量調整機構，モーターニードルバルブ）
３５ 流量計
４１ 検出器
４１２平滑処理部
４２ 制御器（流量調整機構）
１０２ 制御部
１０２１ 設定処理部
１０４ 記憶部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】