JPH11102850A

JPH11102850A - 基板処理装置

Info

Publication number: JPH11102850A
Application number: JP26234897A
Authority: JP
Inventors: Takatsugu Onishi; 隆次大西; Seiya Fujisaki; 征也藤崎
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1997-09-26
Filing date: 1997-09-26
Publication date: 1999-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】処理液の状態を精度良く制御でき、かつ、処理
液の状態が急変した場合にも、すみやかに目標の状態に
導くことができる基板処理装置を提供する。【解決手段】密閉構造の薬液タンク２０に窒素ガス供給
部２２からの加圧された窒素ガスを供給することによ
り、薬液流通路１１に薬液が送り出されるようになって
いる。窒素ガスの圧力は、電空レギュレータ３２の制御
を通じて、この電空レギュレータ３２からの圧縮空気に
より作動される耐食レギュレータ３２を制御することに
より、変更することができる。これにより、結果とし
て、薬液流通路１１内の薬液の圧力が制御される。コン
トローラ３５は、圧力センサ２５により検出される薬液
流通路１１内の薬液の圧力が目標値の近傍の値であれ
ば、ＰＩＤ制御により、また薬液の圧力が目標値から大
きく異なれば、一定値出力により、電空レギュレータ３
２を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ、液
晶表示装置用ガラス基板およびＰＤＰ（プラズマ・ディ
スプレイ・パネル）などの各種の被処理基板に対して処
理を施すための基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】基板の洗浄などを行うための基板処理装
置においては、基板に対して処理液を供給し、この処理
液によって基板の表面に対する処理が行われる。処理液
には、純水や、フッ酸、硫酸、塩酸、硝酸、燐酸、酢
酸、アンモニアまたは過酸化水素水などの薬液を純水で
所定濃度に希釈した処理薬液が用いられる。

【０００３】濃度が制御された処理薬液を作成するため
に、この種の基板処理装置は、たとえば、耐圧密閉構造
を有する薬液タンクと、この薬液タンク内に圧力が制御
された窒素ガスを供給する窒素ガス供給手段と、薬液タ
ンクからの薬液および純水供給源からの純水が導かれ、
これらを混合するミキシングバルブとを有している。窒
素ガス供給手段は、たとえば、窒素ガスの供給圧力を調
整するためのレギュレータと、薬液タンクからミキシン
グバルブに供給される薬液の圧力を検出する圧力センサ
と、この圧力センサの検出値と目標圧力値との偏差に基
づいてレギュレータの動作をフィードバック制御するプ
ログラマブルコントローラとを有している。この構成に
より、ミキシングバルブへの薬液流量を厳密に制御し、
純水と混合されて作成される処理薬液の濃度の安定が図
られている。

【０００４】むろん、ミキシングバルブに供給される純
水の流量も一定にされているが、薬液の原液と純水との
混合比は、たとえば、１：２０〜１：２００などとされ
ているため、純水の流量の制御は、薬液の原液の流量の
制御ほど厳密性が要求されることはない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、単に圧力検出
値と目標圧力値との偏差に基づいて窒素ガスの圧力を制
御する上記の構成では、制御精度が充分ではなく、ミキ
シングバルブで混合された後に基板に供給される処理薬
液の濃度に大きなばらつきが生じる場合があった。その
ため、複数枚の基板に対する処理を均一に行うことがで
きず、基板の品質が低下するおそれがあった。

【０００６】また、プログラマブルコントローラによる
圧力値の検出は、圧力センサ出力値を複数回サンプリン
グして、その平均値（たとえば、０．２秒間に８回）を
とることにより行われるようになっており、そのため
に、圧力制御に対する時間的な遅れが避けられなかっ
た。とくに、薬液タンクの排気を行うための排気バルブ
を開閉するような場合には、薬液の圧力が急激に変動す
ることになるが、このような急激な圧力変動に対する応
答性が悪いという問題があった。

【０００７】制御精度を向上するためにいわゆるＰＩＤ
制御を用いることが考えられるが、ＰＩＤ制御において
も、上述のような薬液圧力の急変に対しては充分な応答
性を有することができない。すなわち、ＰＩＤ定数をど
のように設定しても、薬液圧力が急変した後には、操作
量が大きくふらつき、いわゆるハンチングの発生を避け
ることができない。そのため、薬液の圧力を目標圧力に
導くことができず、不適正な濃度の処理薬液が大量に生
成されるおそれがある。

【０００８】そこで、本発明の目的は、上述の技術的課
題を解決し、良好に制御された状態の処理液で基板を処
理することができる基板処理装置を提供することであ
る。この発明のさらに詳細な目的は、処理液の状態を精
度良く制御することができ、かつ、処理液の状態が急変
した場合にも、すみやかに目標の状態に導くことができ
る基板処理装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の
目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板に対
して処理を施すための処理液が流通する処理液流通路
と、この処理液流通路を流通する処理液の状態を検出し
て状態検出値として出力する状態検出部と、この状態検
出部において目標となる状態目標値を記憶する状態目標
値記憶部と、上記処理液流通路を流通する処理液の状態
を変更する状態変更部と、制御則として、比例動作およ
び積分動作を行うことにより、上記状態検出値に基づい
て上記状態変更部を制御して動作させるＰＩ制御部と、
上記状態目標値に対応して予め定められた一定の出力値
を上記状態変更部に与えて動作させる一定値出力部とを
含むことを特徴とする基板処理装置である。

【００１０】この構成によれば、ＰＩ制御部と一定値出
力部とを有しているので、これの２つの動作部を適宜切
り換えて用いることにより、状態検出値が状態目標値に
到達するまでの時間が短縮され、処理液の状態を安定化
することができる。これにより、安定した状態の処理液
で基板を処理できるので、良好な基板処理を行える。た
とえば、通常はＰＩ制御部を用い、外乱などのための状
態検出値が急変した場合には一定値出力部を暫定的に用
いるようにすれば、処理液の状態を精度良く制御できる
うえ、外乱からの立ち直りも速くすることができる。

【００１１】なお、処理液の状態には、たとえば、処理
液の圧力、処理液の流量および処理液の濃度などが含ま
れる。また、状態が変更される処理液は、純水と混合さ
れていない薬液原液であってもよいし、薬液と純水とを
所定の混合比で混合して生成される混合液であってもよ
い。

【００１２】請求項２記載の発明は、上記状態検出値が
上記状態目標値を含む所定の範囲内の値である場合に
は、上記ＰＩ制御部により上記状態変更部を動作させ、
上記状態検出値が上記所定の範囲外の値である場合に
は、上記一定値出力部により上記状態変更部を動作させ
る動作切り換え部をさらに含むことを特徴とする請求項
１記載の基板処理装置である。

【００１３】この構成によれば、外乱などのために状態
検出値が急変して状態目標値から大きくはずれた場合に
は、一定値出力部により状態変更部が制御されるので、
ＰＩ制御部による制御を継続した場合に危惧されるハン
チングを速やかに解消することができる。これにより、
処理液の状態をさらに安定化することができるので、そ
れに応じて、基板に対する処理も良好に行えるようにな
る。

【００１４】請求項３記載の発明は、上記状態検出値が
所定時間以上継続して上記状態目標値を含む所定の範囲
内の値である場合には、上記ＰＩ制御部により上記状態
変更部を動作させ、上記状態検出値が所定時間以上継続
して上記所定の範囲外の値である場合には、上記一定値
出力部により上記状態変更部を動作させる動作切り換え
部をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の基板処
理装置である。

【００１５】この構成によれば、ある状態が所定時間以
上継続していることを確認した上で、状態検出値に基づ
く判断を行うことができるので、状態検出値が動作切り
換え部に伝達される場合に、ノイズなどの不要な信号の
ために状態検出値が瞬間的に実際とは異なる値に変換さ
れてしまい、動作切り換え部が誤認識してしまうといっ
たことがない。

【００１６】請求項４記載の発明は、上記処理液流通路
の一端に接続され、上記処理液を貯留する密閉構造の貯
留容器と、この貯留容器に接続され、貯留容器に気体を
供給して加圧するための加圧気体供給路とをさらに含む
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに
記載の基板処理装置である。この構成によれば、貯留容
器に気体を供給して加圧することによって、処理液を処
理液流通路に送り出すことができるので、高価なポンプ
等を用いる必要がない。また、状態検出部または状態変
更部を加圧気体供給路に関連して設け、加圧気体供給路
における加圧気体の状態を検出したり変更したりするよ
うに構成すれば、これらは耐液性（処理液が薬液の場合
には耐薬液性）を有している必要がない。これにより、
さらなるコストの低減が図られる。

【００１７】請求項５記載の発明は、純水が流通する純
水流通路と、上記処理液流通路および純水流通路に接続
され、処理液と純水とを混合するミキシングバルブと、
このミキシングバルブで混合された混合液を基板に対し
て供給するための混合液供給路とをさらに含むことを特
徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理
装置である。

【００１８】この構成によれば、処理液（たとえば、薬
液原液）と純水との混合比が高い場合（たとえば、１：
２０など）に、処理液の状態（圧力や流量）を正確に制
御することにより、混合液の濃度を一定にすることがで
きる。そこで、処理液の状態の変更のために、ＰＩ制御
と一定値制御とを組み合わせて用いることにより、混合
液の濃度を精度良く調整できる。

【００１９】上記処理液の状態検出値は、処理液の圧力
値であってもよい（請求項６）。上記処理液の状態検出
値は、処理液の流量値であってもよい（請求項７）。上
記処理液の状態検出値は、処理液の濃度値であってもよ
い（請求項８）。とくに２種類の液体を混合する場合
（たとえば請求項５の発明の場合）には、処理液の状態
検出値を処理液の濃度値としておくことにより、混合液
の濃度を正確に制御できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下では、本発明の実施の形態
を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、この
発明の第1 実施形態の基板処理装置における処理液の生
成に係わる構成を主として示すフロー図である。この基
板処理装置は、スピンチャック１により保持されて回転
されるたとえば半導体ウエハなどの基板Ｗに対して、純
水と薬液とを所定の混合比で混合して生成した処理薬液
（混合液）を供給し、この処理薬液によって基板Ｗの表
面に処理を施すための装置である。

【００２１】基板Ｗの上面に臨むようにスプレーノズル
２が配置されており、このスプレーノズル２には、処理
薬液貯留槽３内に貯留された処理薬液が、吐出用ポンプ
４により、処理液供給路５を介して供給されるようにな
っている。処理液供給路５には、電磁弁６および濃度モ
ニタ７が配置されており、電磁弁６を開閉することによ
り、基板Ｗに対する処理薬液の供給／停止を制御でき、
濃度モニタ７によって、基板Ｗに供給される処理薬液の
濃度を検出できるようになっている。

【００２２】処理薬液貯留槽３には、ミキシングバルブ
８から所定濃度の処理薬液が供給されるようになってい
る。ミキシングバルブ８には、純水供給源９からの純水
がレギュレータ１９によって圧力の制御された状態で供
給され、また、薬液供給装置１０からの圧力が制御され
た薬液原液（この実施形態において、状態変更対象の
「処理液」に相当する。）が供給されるようになってい
る。このミキシングバルブ８からスプレーノズル２に至
る処理薬液の経路が混合液供給路に相当する。

【００２３】薬液供給装置１０からは、薬液流通路１１
（処理液流通路）からの薬液が、一対の支管１２，１３
を介してミキシングバルブ８に供給されるようになって
いる。これらの支管１２，１３は、一方の支管１２から
薬液をミキシングバルブ８に供給した場合に、薬液と純
水との混合比が１：２００になり、他方の支管１３から
薬液をミキシングバルブ８に薬液を供給した場合に、薬
液と純水との混合比が１：２０になるように構成されて
いる。

【００２４】支管１２，１３には、それぞれ、電磁弁１
４，１５が介装されていて、いずれかの支管１２，１３
からミキシングバルブ８に薬液を導入することができる
ようになっている。同様に、純水供給源９からの純水の
導入は、純水供給路１６（純水流通路）に介装された電
磁弁１７をオン／オフすることによって、制御できるよ
うになっている。また、純水供給路１６内の水圧は、圧
力センサ１８によって検出されるようになっている。

【００２５】薬液供給装置１０は、耐食性を有する密閉
構造の薬液タンク２０（貯留容器）と、この薬液タンク
２０に薬液原液（たとえば、フッ酸、硫酸、塩酸、硝
酸、燐酸、酢酸、アンモニアまたは過酸化水素水など）
を供給するための薬液源２１と、圧力が制御された不活
性ガスとしての窒素ガスを薬液タンク２０に供給する窒
素ガス供給部２２（加圧気体供給部）とを備えている。

【００２６】薬液供給タンク２０には、上記の薬液流通
路１１が接続されており、この薬液流通路１１に関連し
て、その内部を流通する薬液の圧力を検出するための圧
力センサ２５（状態検出部）が配置されている。また、
薬液供給源２１からの薬液は、ポンプ２３および電磁弁
２４が介装された薬液供給路２７を介して、必要に応じ
て、薬液タンク２０に供給されるようになっている。さ
らに、薬液タンク２０には、排気路２８が接続されてい
て、この排気路２８に介装された排気用電磁弁２９を開
成することによって、薬液タンク２０内の排気を行える
ようになっている。

【００２７】窒素ガス供給部２２は、ガス供給路３０を
介して、加圧窒素ガスを薬液タンク２０に供給し、これ
により、薬液流通路１１に圧力が制御された薬液を送り
込むべく動作する。すなわち、窒素ガス供給部２２は、
一定圧力の窒素ガスを供給する窒素ガス供給源３１と、
この窒素ガス供給源３１とガス供給路３０とに間に設け
られた電空レギュレータ３２と、電空レギュレータ３２
と窒素ガス供給源３１との間に介装された電磁弁３６と
を有している。この電空レギュレータ３２のパイロット
ポートには、圧縮空気供給源３４からの加圧空気が供給
されるようになっている。そして、電空レギュレータ３
２の動作が、コントローラ３５からの電気制御信号によ
って制御されるようになっている。コントローラ３５
は、後述するようにして、圧力センサ１８および圧力セ
ンサ２５の検出圧力に基づいて、電空レギュレータ３２
を制御する。なお、本実施形態においては電気制御信号
として印加電圧を用いているが、印加電圧ではなく、印
加電流としてもよい。

【００２８】また、電空レギュレータ３２は、コントロ
ーラ３５からの印加電圧に対応して、この電空レギュレ
ータ３２を通過する窒素ガスの圧力を制御する。したが
って、コントローラ３５が電空レギュレータ３２への印
加電圧を制御することにより、薬液タンク２０に供給さ
れる窒素ガスの圧力を制御でき、その結果、薬液流通路
１１に送り込まれる薬液の圧力を制御することができ
る。このように、この実施形態では、電空レギュレータ
３２により、状態変更部が構成されている。

【００２９】コントローラ３５は、ＣＰＵ３５ａ、ＲＯ
Ｍ３５ｂおよびＲＡＭ３５ｃを有し、プログラマブルコ
ントローラとしての基本形態を有している。このコント
ローラ３５は、圧力センサ１８が検出する水圧に基づい
て、薬液流通路１１を流通する薬液の目標圧力値を定
め、圧力センサ２５の検出圧力値が、上記定められた目
標圧力値に等しくなるように電空レギュレータ３２を制
御する。この実施形態では、目標圧力値は、圧力センサ
１８が検出する水圧に０．２kgf/cm²を加算した値とし
てＣＰＵ３５ａにより算出され、状態目標値記憶部とし
てのＲＡＭ３５ｃに記憶される。

【００３０】また、電空レギュレータ３２の制御には、
圧力センサ２５の圧力検出値に基づくいわゆるＰＩＤ制
御と、圧力センサ２５の検出圧力によらずに操作量を一
定とする一定値出力とが切り換えて適用される。つま
り、コントローラ３５は、ＰＩ制御部、一定値出力部お
よび制御切り換え部としての機能を有している。なお、
コントローラ３５には、表示部３７が接続されていて、
たとえば、窒素ガス供給源３１の圧力に異常が生じたと
きに、これを報知できるようになっている。

【００３１】以下、図２のフローチャートを参照して、
コントローラ３５による制御動作の詳細を説明する。コ
ントローラ３５は、まず、圧力センサ１８が検出する純
水の供給圧力検出値ＰＷを取り込み（ステップＳ１）、
この純水供給圧力検出値ＰＷに０．２kgf/cm ²を加算す
ることにより、目標圧力値ＰＯを算出して、ＲＡＭ３５
ｃに格納する（ステップＳ２）。そして、圧力センサ２
５が検出する薬液供給圧力検出値ＰＣを取り込み（ステ
ップＳ３）、この薬液供給圧力検出値ＰＣと目標圧力値
ＰＯとの差の絶対値を偏差δＰとして演算する（ステッ
プＳ４）。なお、この実施形態では、コントローラ３５
は、圧力センサ１８，２５の出力値のサンプリング結果
をそのまま純水供給圧力検出値ＰＷおよび薬液供給圧力
検出値ＰＣとしてそれぞれ用いるようにしており、従来
のような平均値演算を排除して応答の高速化が図られて
いる。

【００３２】コントローラ３５は、さらに、偏差δＰが
所定のしきい値ＴＨ（たとえば、0.1kgf/cm²）を超えて
いるか否かを判断する（ステップＳ５）。もしも、偏差
δＰがしきい値ＴＨを超えていなければ、すなわち、薬
液供給圧力検出値ＰＣが目標圧力ＰＯのたとえば±0.10
0kgf/cm²の範囲内の値であれば、ＰＩＤ制御により、電
空レギュレータ３２の制御が行われる（ステップＳ
６）。

【００３３】もしも、偏差δＰがしきい値ＴＨを超えて
いれば（ステップＳ５のＹＥＳ）、圧力センサ２５が検
出する薬液供給圧力値ＰＣによらずに、一定の出力値に
より、電空レギュレータ３２が制御される（ステップＳ
７）。この場合の一定値は、予め定めた圧力の直線方程
式に従い、ＲＡＭ３５ｃに記憶されている目標圧力値Ｐ
Ｏに基づいて定められる。

【００３４】圧力の直線方程式は、たとえば、圧力セン
サ２５が検出する薬液供給圧力が０．６kgf/cm²となる
ときの電空レギュレータ３２への印加電圧と、同じく圧
力センサ２５が検出する薬液供給圧力が１．０kgf/cm²
となるときの電空レギュレータ３２への印加電圧とを予
め実測し、これに基づいて、薬液供給圧力と電空レギュ
レータ３２への印加電圧との関係を表す直線方程式を求
めることにより定められる。この直線方程式に対して、
目標圧力値ＰＯを代入して得られる値が、上記電空レギ
ュレータ３２に印加すべき一定の出力値となる。

【００３５】偏差δＰがしきい値ＴＨを超えている場合
には、上記のような一定値出力が行われるとともに、偏
差δＰがしきい値ＴＨを超えた状態の継続時間Ｔが計測
される。この継続時間Ｔが一定時間（たとえば４０秒）
を超えると（ステップＳ８）、窒素ガス供給源３１の圧
力に異常が生じたものとして、コントローラ３５に接続
された表示部３７にその旨を表すメッセージが表示され
る（ステップＳ９）。

【００３６】偏差δＰがしきい値ＴＨを超えている状態
の継続時間Ｔが上記の一定時間に達する以前の期間に
は、ステップＳ１からの処理が繰り返される。ＰＩＤ制
御が行われる場合（ステップＳ６）も同様である。図３
は、たとえば、排気用電磁弁２９が開閉されるなどの外
乱のために薬液供給圧力が急変する場合の動作を説明す
るための図であり、薬液供給圧力検出値ＰＣの時間変化
が表されている。

【００３７】時刻ｔ１に上記のような外乱が生じる以前
の期間には、ＰＩＤ制御による電空レギュレータ３２の
制御の結果、薬液供給圧力検出値ＰＣは、目標圧力値Ｐ
Ｏの近傍の値で安定している。時刻ｔ１に外乱が生じる
と、薬液供給圧力検出値ＰＣが大きく急変するために、
ＰＩＤ制御をそのまま継続したとすると、その後の期間
には、薬液供給圧力を安定させることができず、ハンチ
ングが半永久的に生じてしまう。

【００３８】薬液供給圧力検出値ＰＣが大きく急変した
ことが図２のステップＳ５の処理によりコントローラ３
５によって認識されると、その後の時刻ｔ２からの期間
には、一定値出力（図２のステップＳ７）が行われる。
これにより、ハンチングが生じることなく、薬液供給圧
力検出値ＰＣは、すみやかに目標圧力値ＰＯに近づいて
いく。そして、薬液供給圧力検出値ＰＣが、目標圧力値
ＰＯの近傍の範囲（ＰＯ±ＴＨの範囲）内の値となる時
刻ｔ３において、ＰＩＤ制御に切り換えられ、その後
は、薬液供給圧力が目標圧力値ＰＯに正確に制御される
ことになる。

【００３９】以上のようにこの実施形態によれば、ＰＩ
Ｄ制御の採用により、薬液供給圧力を精度良く制御でき
るので、ミキシングバルブ８における薬液と純水との混
合比を所望の混合比に正確に調整できる。そのため、基
板Ｗに供給される処理薬液の濃度にばらつきが生じるこ
とを防止できるから、複数枚の基板Ｗに対して均一な処
理を施すことができる。

【００４０】しかも、外乱などのために薬液供給圧力の
急変が生じたときには、薬液供給圧力検出値ＰＣによら
ずに一定の出力値で電空レギュレータ３２を制御するよ
うにしたことにより、ハンチングが生じる期間を短くし
て、すみやかに適正圧力での薬液の供給を行えるように
している。これにより、外乱が生じた場合であっても、
すみやかに薬液の供給を安定化できる。

【００４１】図４は、この発明の第２実施形態の基板処
理装置における制御動作を説明するためのフローチャー
トである。この第２実施形態の基板処理装置の構成は、
上述の第１実施形態の装置の構成と同様であり、コント
ローラ３５の動作のみが異なる。そこで、以下では、図
１を併せて参照してこの実施形態について説明する。ま
た、図４において、上述の図２に示された各ステップと
実質的に同等の処理が行われるステップには、図２の場
合と同一の参照符号を付して示すこととする。

【００４２】この第２実施形態においては、コントロー
ラ３５は、偏差δＰがしきい値ＴＨを超えている状態が
所定の第１時間Ｔ１（たとえば、３秒）以上継続したこ
とを条件に（ステップＳ２１）、ＰＩＤ制御（ステップ
Ｓ６）から一定値出力（ステップＳ７）へと制御動作を
切り換える。すなわち、薬液供給圧力検出値ＰＣが、目
標圧力値ＰＯを中心としたＰＯ±ＴＨの範囲外の値をと
る状態が、第１時間Ｔ１以上継続すると、一定値出力に
切り換えられる。

【００４３】また、一定値出力が開始されると、コント
ローラ３５は、薬液供給圧力検出値ＰＣおよび純水供給
圧力検出値ＰＷなどを取り込んで、偏差δＰの変動を監
視する。そして、偏差δＰがしきい値ＴＨ未満である状
態が第２時間Ｔ２（Ｔ２＞Ｔ１であることが好ましく、
たとえば、Ｔ２＝１５秒である。）だけ継続すると（ス
テップＳ２２）、一定値出力からＰＩＤ制御（ステップ
Ｓ６）へと制御動作が切り換えられる。すなわち、薬液
供給圧力検出値ＰＣが、目標圧力値ＰＯを中心としたＰ
Ｏ±ＴＨの範囲内の値をとる状態が、第２時間Ｔ２だけ
継続したことを条件に、ＰＩＤ制御に復帰させられる。

【００４４】もしも、一定値制御を行っているにも拘わ
らず薬液供給圧力検出値ＰＣがＰＯ±ＴＨの範囲外の値
をとる状態が、第３時間Ｔ３（たとえば４０秒）以上継
続した場合には（ステップＳ８）、窒素ガス圧力に異常
が生じているものとされる。図５は、たとえば、排気用
電磁弁２９が開閉されるなどの外乱のために薬液供給圧
力が急変する場合の動作を説明するための図であり、薬
液供給圧力検出値ＰＣの時間変化が表されている。

【００４５】時刻ｔ１１に上記のような外乱が生じる以
前の期間には、ＰＩＤ制御による電空レギュレータ３２
の制御の結果、薬液供給圧力検出値ＰＣは、目標圧力値
ＰＯの近傍の値で安定している。ただし、圧力センサ２
５の出力信号などに混入するノイズなどのために、参照
符号Ａ１，Ａ２，Ａ３で示すように、薬液供給圧力検出
値ＰＣが一時的にＰＯ±ＴＨの範囲外の値をとる場合が
ある。これらの場合には、薬液供給圧力が大きく変動し
ているわけではないので、薬液供給圧力検出値ＰＣが長
時間に渡ってＰＯ±ＴＨの範囲外の値をとることはな
い。

【００４６】一方、時刻ｔ１１に外乱が生じると、薬液
供給圧力検出値ＰＣが大きく急変し、第１時間Ｔ１以上
に渡って、継続して、ＰＯ±ＴＨの範囲外の値をとる。
そのため、時刻ｔ１２には一定値出力（図４のステップ
Ｓ７）に切り換えられる。これにより、薬液供給圧力検
出値ＰＣは、すみやかに目標圧力値ＰＯに近づいてい
く。そして、薬液供給圧力検出値ＰＣが、目標圧力値Ｐ
Ｏの近傍の範囲（ＰＯ±ＴＨの範囲）内の値となる時刻
ｔ１３から第２時間Ｔ２が経過した時刻ｔ１４におい
て、ＰＩＤ制御に切り換えられ、その後は、薬液供給圧
力が目標圧力値ＰＯに正確に制御されることになる。

【００４７】このように、この実施形態によれば、上述
の第１実施形態の装置と同様な効果を奏するほか、ノイ
ズなどの不要な信号の影響を排除して、ＰＩＤ制御と一
定値出力との動作切り換えを適切に行うことができる。
これにより、薬液供給圧力の制御をさらに精密に行うこ
とができるので、基板Ｗに対する処理をさらに良好に行
うことができる。

【００４８】ＰＩＤ制御について、以下に概説する。Ｐ
ＩＤ制御とは、比例動作（Ｐ動作）、積分動作（Ｉ動
作）および微分動作（Ｄ動作）を含む制御則に従う制御
であり、このＰＩＤ制御は、制御対象の制御量（すなわ
ち、制御後の観測量）をすみやかに目標値に近づけるこ
とができるという特徴を有する。

【００４９】すなわち、偏差が小さければ操作量も小さ
く偏差が大きければそれに応じて操作量も大きくするこ
とが妥当であるので、制御則には偏差に比例する項が含
められる。これを比例動作（Ｐ動作）という。また、自
己平衡性をもつ制御対象に比例制御のみを行うと、目標
値や外乱によるステップ状変化に対して、最終的に、定
常偏差（オフセット）と呼ばれる一定の偏差が残ってし
まう。この定常偏差は、偏差の積分に比例する項を制御
則に含めることによって除去することができる。これを
積分動作（Ｉ動作）という。さらに、偏差の急増に対し
て制御対象をすみやかに目標値に近づけるために、偏差
の微分に比例する項が制御則に含められる場合がある。
これを微分動作（Ｄ動作）という。ただし、この実施形
態における薬液供給圧力の制御の目的のためには、微分
動作は用いられてもよいし、用いられなくてもよい（す
なわち、ＰＩ制御でもよい。）。

【００５０】この発明の実施形態の説明は以上のとおり
であるが、この発明は他の形態でも実施することができ
る。たとえば、上記の実施形態においては、電空レギュ
レータ３２を制御することで、窒素ガス圧力を制御し、
これを通じて、薬液供給圧力を制御しているが、その代
わりに、薬液流通路１１に耐液性のあるレギュレータを
配置し、薬液供給圧力を直接的に制御するようにしても
よい。また、上記の実施形態においては、薬液供給圧を
検知するようにしているが、たとえば、ガス供給路３０
や薬液タンク２０の内部などにおいて、薬液タンク２０
に供給される窒素ガスの圧力を検出する圧力センサを設
け、この圧力センサの検出値が所定の目標値となるよう
に電空レギュレータ３２を制御するようにしてもよい。

【００５１】さらに、上記の実施形態では、薬液供給圧
力を制御するようにしているが、薬液流通路１１に流量
センサを設けて薬液の流量を検出し、この流量が目標値
となるように電空レギュレータ３２を制御してもよい。
むろん、薬液流通路１１にレギュレータを配置して、こ
のレギュレータを上記の流量センサの検出値に基づいて
制御するようにしてもよい。つまり、流量の制御が行わ
れてもよい。

【００５２】また、ミキシングバルブ８から処理薬液貯
留槽３に向かう混合液の経路に濃度センサを配置し、こ
の濃度センサの出力に基づいて電空レギュレータ３２
や、薬液流通路１１に配置されるレギュレータを制御す
るようにしてもよい。その他、薬液の圧力、薬液の流量
および処理薬液の濃度のうちの２つ以上を組み合わせて
制御を行うことなど、特許請求の範囲に記載された技術
的事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施形態の基板処理装置におけ
る処理液の供給に係わる構成を示すフロー図である。

【図２】薬液供給圧力の制御処理を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図３】外乱が生じたときの薬液供給圧力検出値の時間
変化を示すグラフである。

【図４】この発明の第２実施形態の基板処理装置におけ
る薬液供給圧力の制御処理を説明するためのフローチャ
ートである。

【図５】上記第２実施形態の基板処理装置において、外
乱が生じたときの薬液供給圧力検出値の時間変化を示す
グラフである。

【符号の説明】

８ミキシングバルブ９純水供給源１０薬液供給装置１１薬液流通路１６純水供給路１８圧力センサ２０薬液タンク（貯留容器）２２窒素ガス供給部２５圧力センサ（状態検出部）３０ガス供給路（加圧気体供給部）３１窒素ガス供給源３２電空レギュレータ（状態変更部）３４圧縮空気供給源３５コントローラ（ＰＩ制御部、一定値出力部およ
び動作切り換え部）３５ｃＲＡＭ（状態目標値記憶部）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板に対して処理を施すための処理液が流
通する処理液流通路と、この処理液流通路を流通する処理液の状態を検出して状
態検出値として出力する状態検出部と、この状態検出部において目標となる状態目標値を記憶す
る状態目標値記憶部と、上記処理液流通路を流通する処理液の状態を変更する状
態変更部と、制御則として、比例動作および積分動作を行うことによ
り、上記状態検出値に基づいて上記状態変更部を制御し
て動作させるＰＩ制御部と、上記状態目標値に対応して予め定められた一定の出力値
を上記状態変更部に与えて動作させる一定値出力部とを
含むことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】上記状態検出値が上記状態目標値を含む所
定の範囲内の値である場合には、上記ＰＩ制御部により
上記状態変更部を動作させ、上記状態検出値が上記所定
の範囲外の値である場合には、上記一定値出力部により
上記状態変更部を動作させる動作切り換え部をさらに含
むことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】上記状態検出値が所定時間以上継続して上
記状態目標値を含む所定の範囲内の値である場合には、
上記ＰＩ制御部により上記状態変更部を動作させ、上記
状態検出値が所定時間以上継続して上記所定の範囲外の
値である場合には、上記一定値出力部により上記状態変
更部を動作させる動作切り換え部をさらに含むことを特
徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項４】上記処理液流通路の一端に接続され、上記
処理液を貯留する密閉構造の貯留容器と、この貯留容器に接続され、貯留容器に気体を供給して加
圧するための加圧気体供給路とをさらに含むことを特徴
とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の基板
処理装置。
【請求項５】純水が流通する純水流通路と、上記処理液流通路および純水流通路に接続され、処理液
と純水とを混合するミキシングバルブと、このミキシングバルブで混合された混合液を基板に対し
て供給するための混合液供給路とをさらに含むことを特
徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の基板処理
装置。
【請求項６】上記処理液の状態検出値は、処理液の圧力
値であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか
に記載の基板処理装置。
【請求項７】上記処理液の状態検出値は、処理液の流量
値であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか
に記載の基板処理装置。
【請求項８】上記処理液の状態検出値は、処理液の濃度
値であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか
に記載の基板処理装置。