(57)【要約】【課題】生産性を著しく損なうことなく、処理液の成分濃度を補正することができる処理液供給装置および処理液供給方法を提供する。【解決手段】処理液投入管２５に介装された混合部２６には、成分液供給管３１，３２，３３からの成分液（第１薬液、第２薬液および純水）が供給される。これらの成分液混合部２６で混合された後に、処理液槽１０に投入される。処理液槽１０の処理液１４の成分濃度は、成分濃度測定器２０によって測定される。いずれかの成分濃度の不足が検出されると、処理液槽１０内の液面を補給停止液面高まで上昇させるために補給すべき処理液の総量（補給総量）が求められる。この補給総量に基づき、不足成分の濃度を補正できるように各成分液の個別補給量が求められる。この個別補給量の比に等しい流量比で、複数の成分液が混合部２６で混合されて、処理液投入管２５から処理液槽１０に供給される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象に処理液による処理を施すための処理部に供給すべき処理液を貯留するための処理液槽と、
前記処理液槽に処理液を投入する処理液投入路と、
前記処理液投入路の途中で前記処理液を構成する複数の成分液を合流させて混合する混合手段と、
前記処理液槽内の処理液に含まれる複数の成分の成分濃度をそれぞれ測定する成分濃度測定手段と、
前記成分濃度測定手段によって測定された成分濃度と、当該成分濃度の目標値とに応じて各成分液の供給量を演算する成分液供給量演算手段と、
前記成分液供給量演算手段によって演算された成分液供給量に従って、前記混合手設で複数の成分液を混合させながら、混合によって得られた混合液を前記処理液槽に供給させる供給制御手段と
を含む、処理液供給装置。
【請求項２】
前記処理液槽内の処理液量を検出する処理液量検出手段をさらに含み、
前記成分液供給量演算手段は、
前記処理液量検出手段によって検出された処理液量に基づいて、前記処理液槽に供給すべき処理液の供給総量を求める供給総量演算手段と、
前記供給総量演算手段によって求められた供給総量と、前記成分濃度測定手段によって測定された成分濃度と、当該成分濃度の目標値とに応じて、各成分液の個別供給量を演算する個別供給量演算手段と
を含む、請求項１記載の処理液供給装置。
【請求項３】
前記混合手段は、複数の成分液の供給流量を個別に制御する個別流量制御手段を含み、
前記供給制御手段は、前記成分液供給量演算手段によって演算された各成分液供給量に応じた混合比で前記複数の成分液が混合されるように前記個別流量制御手段を制御するものである、請求項１または２記載の処理液供給装置。
【請求項４】
前記処理液槽内の処理液量が予め定める投入停止レベルに達したことを検出する投入停止レベル検出手段をさらに含み、
前記供給総量演算手段は、前記処理液のいずれかの成分濃度が所定の管理下限未満となったときに、前記処理液槽内の処理液量を前記投入停止レベルまで増加させるのに必要な供給総量を演算するものであり、
前記供給制御手段は、前記処理液槽内の処理液量が前記投入停止レベルに達したことを前記投入停止レベル検出手段が検出したことに応答して、前記複数の成分液の供給を同時に停止するものである、請求項３記載の処理液供給装置。
【請求項５】
前記供給総量演算手段は、前記処理液のいずれかの成分濃度が所定の管理下限未満となったときに、前記処理液槽内の処理液量を予め定める投入停止レベルまで増加させるのに必要な供給総量を演算するものであり、
前記供給制御手段は、前記混合液の供給時間を計測する供給時間計測手段を含み、前記供給時間計測手段が前記供給総量に相当する時間を計測したことに応答して、前記複数の成分液の供給を同時に停止するものである、請求項３記載の処理液供給装置。
【請求項６】
前記混合液の供給総量を計測する供給総量計測手段をさらに含み、
前記供給制御手段は、前記供給総量計測手段によって計測される前記混合液の供給総量が前記供給総量演算手段によって演算された供給総量に達したことに応答して、前記複数の成分液の供給を同時に停止するものである、請求項３記載の処理液供給装置。
【請求項７】
混合前の複数の成分液の供給量をそれぞれ計測する複数の個別供給量計測手段をさらに含み、
前記供給制御手段は、前記個別供給量計測手段によって計測される各成分液の供給量が前記成分液供給量演算手段による演算値に達した時点で、各成分液の供給を停止するものである、請求項３記載の処理液供給装置。
【請求項８】
混合前の複数の成分液の供給量をそれぞれ計測する複数の個別供給量計測手段をさらに含み、
前記混合手段は、前記処理液を構成する複数の成分液の目標混合比に応じた流量比で前記複数の成分液を前記処理液供給路で合流させるものであり、
前記供給制御手段は、前記個別供給量計測手段によって計測される各成分液の供給量が前記成分液供給量演算手段による演算値に達した時点で、前記複数の成分液の供給を個々に停止するものである、請求項２記載の処理液供給装置。
【請求項９】
処理液槽に貯留された処理液を、処理対象に処理液による処理を施すための処理部に供給する工程と、
前記処理液槽内の処理液に含まれる複数の成分の成分濃度をそれぞれ測定する工程と、
前記測定された成分濃度と、当該成分濃度の目標値とに応じて、前記処理液を構成する複数の成分液の各供給量を演算する成分液供給量演算工程と、
前記演算された成分液供給量に従って、前記処理液槽に処理液を投入する処理液投入路の途中で前記複数の成分液を合流させて混合させながら、混合によって得られた混合液を前記処理液槽に供給する工程と
を含む、処理液供給方法。
【請求項１０】
前記処理液槽内の処理液量を検出する工程をさらに含み、
前記成分液供給量演算工程は、
前記検出された処理液量に基づいて、前記処理液槽に供給すべき処理液の供給総量を求める工程と、
前記求められた供給総量と、前記測定された成分濃度と、当該成分濃度の目標値とに応じて、各成分液の個別供給量を演算する工程と
を含む、請求項９記載の処理液供給方法。
【請求項１１】
前記演算された各成分液供給量に応じた混合比で前記複数の成分液が混合されるように、前記複数の成分液の供給流量を個別に制御する工程をさらに含む、請求項９または１０記載の処理液供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板等の処理対象を処理するための処理液を供給するための装置および方法に関する。処理対象の一例は基板である。基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ(Field Emission Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板などが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の製造工程では基板の一例としての半導体ウエハに対して処理液を用いた処理が施される。また、液晶表示装置その他の表示装置の製造工程では、ガラス基板等の表面に対して処理液を用いた処理が施される。このような処理を実行するための基板処理装置の一つの例は、基板を一枚ずつ処理する枚葉式基板処理装置である。枚葉式基板処理装置は、１枚の基板を保持して回転するスピンチャックと、スピンチャックに保持された基板に処理液（薬液またはリンス液）を供給する処理液ノズルとを有する基板処理部を処理装置本体に備えている。処理液ノズルに対して処理液を供給するために、処理装置本体とは別に薬液キャビネットが備えられる。薬液キャビネットと処理装置本体との間は配管で接続される。この配管を介して、薬液キャビネットから処理装置本体内の処理液ノズルへと処理液（薬液）が供給される。
【０００３】
薬液キャビネットは、薬液槽と、ポンプとを備えている。薬液槽からポンプによって汲み出された薬液が、薬液配管および薬液バルブを介して、処理液ノズルへと供給される。処理液ノズルから薬液を吐出しないときには、薬液バルブの手前で薬液配管に接続した帰還路を介して薬液槽へと薬液が戻される。これにより、薬液を常時循環させる循環経路が形成されている。循環経路には温度調節器が配置されていて、薬液の温度を適値に保持するようになっている。基板に供給された薬液を回収して再利用する場合には、基板処理部から回収配管を介して導かれてくる使用済み薬液が薬液槽へと導入されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３５１７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
薬液は、複数の成分液の混合液からなる場合がある。たとえば、第１薬液原液、第２薬液原液および純水（ＤＩＷ：脱イオン水）を所定混合比で混合して、基板処理用の薬液が調合される場合がある。より具体的には、第１薬液原液としてアンモニア水を用い、第２薬液原液として過酸化水素水を用い、アンモニア水、過酸化水素水および純水を所定の混合比で混合することにより、ＳＣ１と呼ばれる薬液を調合することができる。
【０００６】
薬液槽に貯留される薬液を構成する各成分の成分濃度は、各一定範囲内に保持されることが好ましい。これにより、基板に対して安定した高品質な処理を施すことができる。
しかし、薬液を循環させたり、使用済み薬液を回収したりしているうちに、薬液槽内の薬液の成分濃度が低下して、いずれかの成分濃度が許容範囲外の値となるおそれがある。
この問題は、薬液の成分濃度を測定する成分濃度測定装置を設け、いずれかの成分の成分濃度が所定値未満となった場合に、該当する成分液を補充することにより解決できる。
【０００７】
ところが、不足成分の成分液を単液の状態で供給すると、薬液槽内の薬液に濃度むらが生じるから、薬液槽内で当該成分液が拡散して濃度が均一になるまでの安定時間が必要となる。その間、基板の処理を行うことができないから、生産性を損なうおそれがある。安定時間の待機を省いて基板処理を継続すると、処理品質が犠牲となる。
また、成分濃度を許容範囲内の値とするために補充すべき成分液の量を事前に特定できないという問題もある。なぜなら、いずれかの成分の成分濃度が所定値未満となった時点で薬液槽内に残されている薬液総量が、一般には未知だからである。すなわち、一般的な薬液槽では、薬液の補充が必要となる補給液面高と、補給停止のための補給停止液面高とが検出されるようになっているにすぎず、これらの間の中間的な液面高を検出する手段は設けられていない。したがって、中間的な液面高の状態でいずれかの成分の成分濃度の不足が検出されても、その時点での薬液槽内の薬液総量を知ることはできない。したがって、成分液の必要補充量を特定することができない。
【０００８】
このような状況では、薬液槽内の薬液の組成が急変しないように、少量ずつ不足成分の成分液を補充せざるを得ない。したがって、少量ずつの不足成分の供給および濃度の安定化が必要であるから、不足成分の成分濃度を許容範囲内の値まで回復させるのに長い時間が必要となり、生産性を著しく損なうおそれがある。成分濃度の許容範囲が狭い場合には、この問題がより深刻になる。
【０００９】
さらにまた、薬液槽が空の状態での液投入時と成分濃度不足時の成分液補充時とでは供給量が全く異なるので、微少量ずつの単液補充のために専用の供給系統を設ける必要がある。たとえば、薬液槽が空の状態での液投入にはポンプを備えた供給系統を用いる一方で、成分液補充時には密閉タンク内をガス加圧して少量ずつ成分液を補充する供給系統を用いる必要がある。さらに、単液補充による濃度変動を緩和するために、成分液を希釈して供給する供給系統を用いる必要に迫られる可能性もある。さらにまた、成分液を確実に微少流量で供給するために流量を監視するとすれば、超音波流量計その他の高精度機器が必要になる可能性もある。したがって、成分液の補充のために専用の供給系統を設けると、構成が複雑になり、それに応じてコストも嵩むという問題が避けられない。
【００１０】
そこで、この発明の目的は、生産性を著しく損なうことなく、処理液の成分濃度を補正することができる処理液供給装置および処理液供給方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、処理対象（Ｗ）に処理液による処理を施すための処理部（５）に供給すべき処理液（１４）を貯留するための処理液槽（１０）と、前記処理液槽に処理液を投入する処理液投入路（２５）と、前記処理液投入路の途中（より具体的には、処理液投入路を構成する配管途中）で前記処理液を構成する複数の成分液を合流させて混合する混合手段（１１）と、前記処理液槽内の処理液に含まれる複数の成分の成分濃度をそれぞれ測定する成分濃度測定手段（２０）と、前記成分濃度測定手段によって測定された成分濃度と、当該成分濃度の目標値とに応じて各成分液の供給量を演算する成分液供給量演算手段（３０，Ｓ９，Ｓ１０）と、前記成分液供給量演算手段によって演算された成分液供給量に従って、前記混合手設で複数の成分液を混合させながら、混合によって得られた混合液を前記処理液槽に供給させる供給制御手段（３０，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ１６，Ｓ２１，Ｓ３２〜Ｓ４１）とを含む、処理液供給装置である。なお、括弧内の英数字は後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、特許請求の範囲を実施形態に限定する趣旨ではない。以下、この項において同じ。
【００１２】
この構成によれば、処理液槽内の処理液の成分濃度（測定値）とその目標値とに応じて、処理液を構成する複数の成分液のそれぞれの供給量が求められる。このそれぞれ求められた供給量の複数の成分液は、混合手段で混合されて混合液の状態とされ、この混合液が処理液槽に供給される。これにより、処理液槽内の処理液の成分濃度を補正することができる。しかも、成分液を単液で供給する場合に比較して、処理液槽内の濃度むらの発生を大幅に抑制することができる。したがって、濃度むらが解消されるまでの安定時間が不要であるか、必要であっても短時間でよいので、処理対象の処理に関する生産性を向上することができる。
【００１３】
また、成分液を個々に供給するのではなく、他の成分液と混合した混合液の状態で供給するので、各成分液を微少流量で供給する必要がなく、処理液が空のときの処理液投入系統とは別の供給系統を設ける必要がない。したがって、構成が複雑でなく、コストが嵩むこともない。
前記混合手段は、処理液投入路を構成する配管に介装された配管状の混合部（２６。たとえばマニホールド）と、この混合部と複数の成分液供給源との間に接続された複数の成分液配管（３１〜３３）と、この複数の成分液配管にそれぞれ介装された開閉弁（３４〜３６）とを含むものであってもよい。
【００１４】
請求項２記載の発明は、前記処理液槽内の処理液量を検出する処理液量検出手段（１３）をさらに含み、前記成分液供給量演算手段は、前記処理液量検出手段によって検出された処理液量に基づいて、前記処理液槽に供給すべき処理液の供給総量を求める供給総量演算手段（Ｓ９）と、前記供給総量演算手段によって求められた供給総量と、前記成分濃度測定手段によって測定された成分濃度と、当該成分濃度の目標値とに応じて、各成分液の個別供給量を演算する個別供給量演算手段（Ｓ１０）とを含む、請求項１記載の処理液供給装置である。
【００１５】
この構成によれば、処理液槽内の処理液量が検出され、その検出された処理液量に基づいて、処理液槽に供給すべき処理液の供給総量が求められる。この供給総量、測定された成分濃度、および当該成分濃度の目標値に応じて、各成分液の個別供給量が演算される。この演算された個別供給量の成分液が混合手段で混合されながら処理液槽へと供給されることになる。
【００１６】
処理液は、複数の成分液を既定混合比（目標混合比）で混合して調製される。こうして調製された処理液においては、複数の成分の成分濃度は目標値に等しいかまたは目標値に極めて近似している。成分濃度測定手段によって測定された成分濃度が目標値から外れている場合には、当該成分の過不足が生じている。そこで、供給総量の処理液を補充するときに、この供給総量を前記既定混合比とは異なる比率で按分することにより、個々の成分液の個別供給量が求められる。具体的には、不足している成分があれば該当する成分液の割合を大きくし、過剰の成分があれば該当する成分液の割合を小さくした比率で供給総量を按分して個別供給量が求められる。これにより、それぞれ求められた個別供給量の複数の成分液を混合して処理液槽に供給することによって、処理液槽内の成分の過不足が補正され、当該成分濃度を適値に復帰させることができる。
【００１７】
より具体的には、目標混合比（既定混合比）に応じて各成分の個別供給量基本値を求め、測定成分濃度と目標成分濃度値との偏差に応じて当該基本値を補正することによって、個別供給量を求めるようにしてもよい。
前記処理液量検出手段は、処理液の投入を開始すべき投入開始レベル（投入下限レベル）と、処理液の投入を停止すべき投入停止レベル（投入上限レベル）との間の中間レベルの処理液量を検出できるように、処理液槽内の処理液量を段階的または連続的に検出するものであることが好ましい。段階的に処理液量を検出するときの段階数は、処理液中の成分濃度の変動許容幅に応じて定めればよい。段階数が少ないほど処理液量検出精度が低くなるから、それに応じて、成分濃度を目標値に復帰させるための個別供給量の演算に誤差が生じる。この誤差が許容される範囲となるように、段階数を定めればよい。
【００１８】
前記処理液量検出手段は、処理液槽内の液面高を検出する液面検出手段（５０）であってもよいし、処理液槽内の処理液重量を計測する重量計測手段であってもよい。
請求項３記載の発明は、前記混合手段は、複数の成分液の供給流量を個別に制御する個別流量制御手段（６７〜６９）を含み、前記供給制御手段は、前記成分液供給量演算手段によって演算された各成分液供給量に応じた混合比で前記複数の成分液が混合されるように前記個別流量制御手段を制御するものである、請求項１または２記載の処理液供給装置である。
【００１９】
この構成によれば、各成分の供給量に応じた混合比で成分液が混合されるように、各成分の供給流量が個別に制御される。したがって、複数の成分液の供給を同時に開始し、それらの供給を同時に停止することによって、各成分液を各個別供給量だけ処理液槽に供給できる。その結果、全成分液を他の成分液と混合した状態で処理液槽へと供給できる。換言すれば、単液の状態で成分液が供給されることがない。これにより、処理液槽内の濃度むらを一層効果的に抑制できる。
【００２０】
前記個別流量制御手段は、前記混合部に接続された成分液配管（３１〜３３）に介装されていることが好ましい。
請求項４記載の発明は、前記処理液槽内の処理液量が予め定める投入停止レベルに達したことを検出する投入停止レベル検出手段（５４）をさらに含み、前記供給総量演算手段は、前記処理液のいずれかの成分濃度が所定の管理下限未満となったときに、前記処理液槽内の処理液量を前記投入停止レベルまで増加させるのに必要な供給総量を演算するものであり、前記供給制御手段は、前記処理液槽内の処理液量が前記投入停止レベルに達したことを前記投入停止レベル検出手段が検出したことに応答して、前記複数の成分液の供給を同時に停止するものである、請求項３記載の処理液供給装置である。
【００２１】
この構成によれば、処理液のいずれかの成分濃度が所定の管理下限未満となったときに、そのときの処理液量と投入停止レベルとの差が供給総量として演算される。その供給総量を、各成分濃度と各目標値とに応じた比率で按分することで、個々の成分液の供給量が求められることになる。成分液の供給は、処理液槽内の処理液量が投入停止レベルに達すると同時に停止される。したがって、処理液量が投入停止レベルに達したことに応答して全成分液の供給を停止するという簡単な制御で、不足成分を他の成分と混合した状態で処理液槽に補充して、当該不足成分の濃度を補正できる。
【００２２】
前記供給制御手段は、具体的には、複数の成分液配管にそれぞれ介装された複数の成分液開閉弁（３４〜３６）を同時開成することによって混合液の供給を開始し、それらを同時閉成することによって混合液の供給を停止するものであってもよい。
請求項５記載の発明は、前記供給総量演算手段は、前記処理液のいずれかの成分濃度が所定の管理下限未満となったときに、前記処理液槽内の処理液量を予め定める投入停止レベルまで増加させるのに必要な供給総量を演算するものであり、前記供給制御手段は、前記混合液の供給時間を計測する供給時間計測手段（３０）を含み、前記供給時間計測手段が前記供給総量に相当する時間を計測したことに応答して、前記複数の成分液の供給を同時に停止する（Ｓ１６）ものである、請求項３記載の処理液供給装置である。
【００２３】
供給制御手段の働きによって処理液の供給を行っている間にも処理部への処理液の供給を継続すると、処理液槽内の処理液量が減少する。そのため、処理液槽内の処理液量が投入停止レベルに達するまで処理液を供給すると、演算された供給総量よりも多くの処理液が処理液槽内に供給されることになる。換言すれば、個々の成分液は、演算された個別の成分供給量よりも多く処理液槽に供給される。このとき、成分濃度が目標値よりも低いと判定された成分濃度が目標値よりも高くなり、それに応じて他の成分濃度は目標値よりも低くなるおそれがある。
【００２４】
そこで、この発明では、供給総量に相当する時間だけ成分液を供給するようにしている。これにより、処理液槽内の処理液量は投入停止レベルに達しないかもしれないが、供給終了後には、処理液槽内の処理液の各成分濃度は適切な値となる。すなわち、処理液槽内の処理液は所期の成分比を有することができる。
前記供給時間計測手段は、いずれかの成分濃度の不足に応答して当該不足を解消するために混合液の供給を開始してからの経過時間を計測するものであることが好ましい。
【００２５】
請求項６記載の発明は、前記混合液の供給総量を計測する供給総量計測手段（２８）をさらに含み、前記供給制御手段は、前記供給総量計測手段によって計測される前記混合液の供給総量が前記供給総量演算手段によって演算された供給総量に達したことに応答して、前記複数の成分液の供給を同時に停止する（Ｓ２１）ものである、請求項３記載の処理液供給装置である。
【００２６】
この構成によれば、実際の供給総量に基づいて処理液の供給を制御しているので、各成分液は演算された個別供給量だけ確実に供給される。すなわち、請求項５の発明と同様の効果を実現できる。
前記供給総量計測手段は、いずれかの成分濃度の不足に応答して当該不足を解消するために混合液の供給を開始してからの供給総量を計測するものであることが好ましい。
【００２７】
請求項７記載の発明は、混合前の複数の成分液の供給量をそれぞれ計測する複数の個別供給量計測手段（６７〜６９）をさらに含み、前記供給制御手段は、前記個別供給量計測手段によって計測される各成分液の供給量が前記成分液供給量演算手段による演算値に達した時点で、各成分液の供給を停止する（Ｓ３５，Ｓ３８，Ｓ４１）ものである、請求項３記載の処理液供給装置である。
【００２８】
この構成によれば、個別の成分液の実際の供給量に基づいて成分液の供給を制御しているので、各成分液は演算された個別供給量だけ確実に供給できる。すなわち、請求項５の発明と同様の効果を実現できる。成分液の供給／停止は、個別に制御されてもよく、その場合でも、流量比が個別供給量に応じて定められているので、複数の成分液を同時に供給を開始すれば、それらは同時に供給停止されることになる。
【００２９】
前記個別供給量計測手段は、いずれかの成分濃度の不足に応答して当該不足を解消するために混合液の供給を開始してからの個別供給量を計測するものであることが好ましい。
請求項８記載の発明は、混合前の複数の成分液の供給量をそれぞれ計測する複数の個別供給量計測手段（６７〜６９）をさらに含み、前記混合手段は、前記処理液を構成する複数の成分液の目標混合比に応じた流量比で前記複数の成分液を前記処理液供給路で合流させるものであり、前記供給制御手段は、前記個別供給量計測手段によって計測される各成分液の供給量が前記成分液供給量演算手段による演算値に達した時点で、前記複数の成分液の供給を個々に停止する（Ｓ３５，Ｓ３８，Ｓ４１）ものである、請求項２記載の処理液供給装置である。
【００３０】
この構成では、成分液が混合目標値（処理対象を処理するための最適値（既定値））で混合されて処理液槽へ供給され、個々の成分液は、対応する個別供給量だけ供給される。したがって、濃度不足の成分液については、他の成分液よりも長い時間にわたって供給されることになるが、単液での供給状態は極短時間になるので、処理液槽内に大きな濃度むらを生じさせるおそれはない。
【００３１】
前記供給制御手段は、前記複数の成分液の供給を同時に開始するものであることが好ましい。これにより、濃度不足の成分に対応する成分液が単液で供給されるとしても、処理液槽内の処理液総量が多くなった後であるから、処理液槽内における成分濃度の急変を抑制できる。
請求項９記載の発明は、処理液槽（１０）に貯留された処理液（１４）を、処理対象（Ｗ）に処理液による処理を施すための処理部（５）に供給する工程と、前記処理液槽内の処理液に含まれる複数の成分の成分濃度をそれぞれ測定する工程と、前記測定された成分濃度と、当該成分濃度の目標値とに応じて、前記処理液を構成する複数の成分液の各供給量を演算する成分液供給量演算工程と、前記演算された成分液供給量に従って、前記処理液槽に処理液を投入する処理液投入路の途中で前記複数の成分液を合流させて混合させながら、混合によって得られた混合液を前記処理液槽に供給する工程とを含む、処理液供給方法である。この方法により、請求項１の発明と同様の効果を実現できる。
【００３２】
請求項１０記載の発明は、前記処理液槽内の処理液量を検出する工程をさらに含み、前記成分液供給量演算工程は、前記検出された処理液量に基づいて、前記処理液槽に供給すべき処理液の供給総量を求める工程と、前記求められた供給総量と、前記測定された成分濃度と、当該成分濃度の目標値とに応じて、各成分液の個別供給量を演算する工程とを含む、請求項９記載の処理液供給方法である。この方法により、請求項２の発明と同様の効果を実現できる。
【００３３】
請求項１１記載の発明は、前記演算された各成分液供給量に応じた混合比で前記複数の成分液が混合されるように、前記複数の成分液の供給流量を個別に制御する工程をさらに含む、請求項９または１０記載の処理液供給方法である。この方法により、請求項３の発明と同様の効果を実現できる。
処理液供給方法の発明に関しても、処理液供給装置の場合と同様の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る処理液供給装置の構成を説明するための概念図である。
【図２】前記処理液供給装置の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図３】前記処理液供給装置の他の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図４】この発明の第２の実施形態に係る処理液供給装置の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図５】この発明の第３の実施形態に係る処理液供給装置の構成を説明するための概念図である。
【図６】図５の処理液供給装置の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図７】この発明の第４の実施形態に係る処理液供給装置の構成を説明するための概念図である。
【図８】図７の処理液供給装置の動作例を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下では、この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の実施形態に係る処理液供給装置の構成を説明するための概念図である。処理液供給装置としての薬液キャビネット１は、処理装置本体２とともに、基板処理装置３を構成している。処理装置本体２には、基板Ｗを１枚ずつ処理する枚葉型の基板処理部５が備えられている。薬液キャビネット１は、基板処理部５に向けて調合済みの薬液を処理液として供給するものである。基板Ｗは、たとえば、半導体ウエハであってもよい。
【００３６】
基板処理部５は、処理カップ６と、スピンチャック７と、処理液ノズル８とを備えている。処理カップ６は、筒状の容器体であり、その内方に処理空間を区画している。この処理空間にスピンチャック７が収容されている。スピンチャック７は、基板Ｗをほぼ水平姿勢に保持して基板Ｗの中心を通る鉛直な回転軸線周りに回転させる基板保持回転機構である。処理液ノズル８は、スピンチャック７に保持されている基板Ｗの表面（図１の例では上面）に向けて処理液を供給する。これにより、基板Ｗの表面が処理液によって処理される。
【００３７】
薬液キャビネット１は、処理液槽１０と、混合機構１１と、供給機構１２と、処理液量測定機構１３と、制御装置３０とを備えている。
処理液槽１０は、処理液ノズル８に供給すべき処理液１４を貯留する容器である。処理液槽１０と処理液ノズル８との間は、処理液供給管１５で結合されている。
処理液供給管１５には、処理液槽１０側から順に、温度調節器１６、ポンプ１７、フィルタ１８および成分濃度測定器２０が介装されている。これらが供給機構１２を構成している。温度調節器１６は、処理液を適切な温度（たとえば室温とは異なる温度）に調節するために処理液供給管１５を流通する処理液１４との間で熱交換を行う加熱または冷却装置である。フィルタ１８は、処理液供給管１５を通って流通する処理液１４中の異物を除去する。ポンプ１７は、たとえばベローズポンプからなり、処理液槽１０から処理液１４を汲み出し、処理液供給管１５を介して処理液ノズル８に向けて処理液１４を給送する。成分濃度測定器２０は、処理液１４を構成する複数の成分のそれぞれの濃度を測定するものである。より具体的には、成分濃度測定器２０は、処理液中における超音波伝搬速度の測定、処理液の導電率の測定、処理液による光（赤外線）の吸光度の測定などによって、処理液中の成分濃度を検出するものであってもよい。
【００３８】
また、基板処理部５には、処理液ノズル８の上流側において処理液供給管１５に介装された処理液バルブ９が設けられている。この処理液バルブ９を開閉することによって、処理液ノズル８からの処理液１４の吐出／停止を切り換えることができる。
処理液供給管１５において処理液バルブ９よりも上流側に定められた分岐位置２１（ただし、処理液バルブ９の近傍の位置）には、基板処理部５内において、処理液帰還管２２の一端が分岐接続されている。この処理液帰還管２２の他端は、処理液槽１０へと導かれている。処理液帰還管２２には、基板処理部５内において、分岐位置２１の近傍に帰還バルブ２３が介装されている。
【００３９】
処理液バルブ９が閉じられているときには、帰還バルブ２３が開かれ、処理液供給管１５からの処理液が処理液帰還管２２を介して処理液槽１０へと帰還させられる。このように、処理液供給管１５および処理液帰還管２２により、循環経路が形成される。この循環経路を介して処理液１４が循環されることにより、温度調節器１６によって処理液１４が適切な温度に調節され、フィルタ１８によって処理液１４中の異物が取り除かれる。したがって、処理液バルブ９が開かれると、処理液ノズル８からは、即座に適切な温度に調節された清浄な処理液１４が基板Ｗに向けて吐出される。
【００４０】
処理液バルブ９が開かれるときは、帰還バルブ２３が閉じられる。これにより、ポンプ１７によって送給される処理液１４は、処理液ノズル８へと導かれる。
混合機構１１は、複数の成分液を混合して処理液を調製し、この調製された処理液（新たな処理液）を処理液槽１０に投入するものである。混合機構１１は、処理液投入管２５と、混合部２６と、成分液供給管３１，３２，３３と、成分液バルブ３４，３５，３６と、流量制御器（ＬＦＣ：微少液体流量コントローラ）３７，３８，３９とを備えている。
【００４１】
処理液投入管２５は、一端が混合部２６に結合され、他端が処理液槽１０内に導入されている。混合部２６は、マニホールドで構成され、配管の一部を形成するものである。この混合部２６には成分液供給管３１，３２，３３の各一端が結合されていて、これらの成分液供給管３１，３２，３３から供給される成分液が混合部２６の内部で合流し、それらの混合液が調製されるようになっている。この混合液が処理液投入管２５を介して、処理液槽１０に投入される。成分液供給管３１，３２，３３の各他端は、成分液供給源４１，４２，４３にそれぞれ接続されている。たとえば、成分液供給源４１は第１薬液の供給源であり、成分液供給源４２は第２薬液の供給源であり、成分液供給源４３は純水（ＤＩＷ：脱イオン水）の供給源であってもよい。より具体的には、第１薬液がアンモニア水、第２薬液が過酸化水素水であってもよい。この場合、混合部２６でアンモニア水、過酸化水素水および純水が混合され、ＳＣ１と呼ばれる処理液を調製することができる。
【００４２】
成分液供給管３１には、成分液供給源４１側から順に、流量制御器３７および成分液バルブ３４が介装されている。また、成分液供給管３２には、成分液供給源４２側から順に、流量制御器３８および成分液バルブ３５が介装されている。同様に、成分液供給管３３には、成分液供給源４３側から順に、流量制御器３９および成分液バルブ３６が介装されている。したがって、成分液バルブ３４，３５，３６を個別に開閉することで、各成分液の供給／停止を制御できる。また、流量制御器３７，３８，３９によって、各成分液の流量を個別に制御することができる。したがって、三種類の成分液を流量制御器３７，３８，３９により制御された流量に対応する混合比で混合することができる。
【００４３】
処理液量測定機構１３は、処理液槽１０内の処理液量を測定し、その測定結果を制御装置３０に入力する。この実施形態では、処理液量測定機構１３は、処理液槽１０内の異なる液面高を検出する複数の液面センサ５０を含む。複数の液面センサ５０は、下限液面センサ５１と、上限液面センサ５２と、補給液面センサ５３と、補給停止液面センサ５４と、少なくとも一つ（好ましくは複数）の中間液面センサＬ１〜Ｌｎ（ｎ＝１，２，３，…）とを含む。
【００４４】
下限液面センサ５１は、処理液槽１０内の液面の下限高を検出するものであり、この下限高を液面が下回ると、処理装置本体２および薬液キャビネット１は警報を発生して動作停止する。上限液面センサ５２は、処理液槽１０内の液面の上限高を検出するものであり、この上限高を液面が上回ると、処理装置本体２および薬液キャビネット１は警報を発生して動作停止する。
【００４５】
補給液面センサ５３は、処理液槽１０の比較的下方において前記下限高よりも高い補給液面高を検出する。補給停止液面センサ５４は、処理液槽１０の比較的上方（補給液面高よりも上方）において前記上限高よりも低い補給停止液面高を検出する。処理液１４の使用によって処理液槽１０内の液面高が補給液面高まで降下すると、混合機構１１から処理液槽１０への処理液の補給が始まり、その液面が補給停止液面高に達すると、処理液の補給が停止される。こうして、通常動作時には、処理液槽１０内の液面高は、補給液面センサ５３および補給停止液面センサ５４による検出高（補給液面高および補給停止液面高）の間に保持される。
【００４６】
中間液面センサＬ１〜Ｌｎは、補給液面高と補給停止液面高との間の中間領域における液面高を検出するものである。複数の中間液面センサＬ１〜Ｌｎが備えられる場合には、これらは、Ｌ１，Ｌ２，…，Ｌｎの順に高くなるように定められた液面高をそれぞれ検出する。これにより、前記中間領域における液面高を段階的に検出することができる。むろん、中間液面センサＬ１〜Ｌｎの数を多くすればするほど、液面高の検出分解能が高くなる。
【００４７】
複数の中間液面センサＬ１〜Ｌｎによって液面高を段階的に検出する代わりに、液面高を連続的に検出するセンサを設けてもよい。このようなセンサの例としては、背圧式の液面センサや所定高さから液面までの距離を検出する距離センサを例示することができる。背圧式液面センサは、たとえば、処理液槽１０内に上方から下方に向けて導入した気体供給パイプに不活性ガスを微圧で供給する一方で、気体供給パイプ内の気体圧力を検出するものである。すなわち、気体供給パイプ内の液面高に応じてパイプ内の気圧が変化するから、この気圧を検出することで、処理液槽１０内の液面高を連続的に検出することができる。距離センサは、光学式距離センサや超音波式距離センサで構成することができる。
【００４８】
制御装置３０は、マイクロコンピュータとしての基本構成を有するもので、ＣＰＵおよび必要なメモリを含み、後述の動作を実行可能なように予めプログラムされている。この制御装置３０は、温度調節器１６、ポンプ１７、成分濃度測定器２０、成分液バルブ３４〜３６、および流量制御器３７〜３９の動作を制御する。また、制御装置３０には、成分濃度測定器２０の測定結果、および複数の液面センサ５０の検出信号が入力されるようになっている。
【００４９】
制御装置３０は、薬液キャビネット１の構成部分のみの制御を行うものであってもよいし、処理装置本体２の構成部分の制御を併せて行うものであってもよい。換言すれば、処理装置本体２に備えられた制御装置（３０）によって薬液キャビネット１の構成部分の制御が併せて行われるようになっていてもよい。これらの場合、制御装置３０は、処理液バルブ９および帰還バルブ２３の開閉制御を併せて実行する。
【００５０】
図２は、制御装置３０が制御周期ごとに繰り返す動作の一例を示すフローチャートであり、処理液槽１０への処理液の補給動作が示されている。
制御装置３０は、成分濃度測定器２０の測定結果を取得し、処理液１４を構成する複数の成分の成分濃度を求める（ステップＳ１）。たとえば、処理液１４が、ＳＣ１（アンモニア水、過酸化水素水および純水の混合液）である場合には、成分濃度測定器２０は、処理液１４中のアンモニア濃度を一つの成分濃度として検出し、過酸化水素濃度を別の成分濃度として検出する。制御装置３０においては、監視対象の成分濃度に関して、それぞれ濃度管理範囲（許容濃度範囲）が設定されている。より具体的には、管理下限および管理上限が各成分濃度に関して予め設定されている。
【００５１】
制御装置３０は、各成分の成分濃度を対応する管理下限と比較し、濃度不足の成分（不足成分）があるかどうかを判断する（ステップＳ２）。濃度不足の成分がなければ（ステップＳ２：ＮＯ）、制御装置３０は、さらに、補給液面センサ５３の出力を参照して、処理液槽１０内の液面が補給液面高を下回っていないかどうかを判断する（ステップＳ３）。液面高が補給液面高以上であれば（ステップＳ３：ＮＯ）、当該制御周期の処理を終了する。
【００５２】
液面高が補給液面高を下回っている場合には（ステップＳ３：ＹＥＳ）、制御装置３０は、成分液の供給流量を既定値に設定する（ステップＳ４）。既定値とは、目標とする成分濃度（目標値）の処理液を調整するための成分液混合比（既定混合比、目標混合比）に対応する流量比（既定流量比）となる値である。この設定された流量値に基づいて、流量制御器３７〜３９が制御される（ステップＳ５）。
【００５３】
したがって、制御装置３０が全成分液バルブ３４〜３６を一斉に開くと、当該設定された流量値に従って各成分液が成分液供給管３１〜３３を介して多岐配管形態の混合部２６に流れ込んで合流する（ステップＳ６）。これにより、前記既定混合比で複数の成分液が混合された混合液が配管途中で調整され、この調整された混合液が処理液投入管２５を通って処理液槽１０に投入される。
【００５４】
制御装置３０は、補給停止液面センサ５４の出力信号を監視し、液面高が補給停止高に達したかどうかを判断する（ステップＳ７）。液面高が補給停止高に達していなければ（ステップＳ７：ＮＯ）、各成分液の流量を制御しながら（ステップＳ５）、各成分液の供給を継続する（ステップＳ６）。混合液の補給によって液面が上昇し、補給停止高に達すると（ステップＳ７：ＹＥＳ）、制御装置３０は、成分液バルブ３４〜３６を一斉に閉じ（ステップＳ８）、混合液の補給を停止する。
【００５５】
一方、いずれかの成分濃度が管理下限未満である場合、すなわち、不足成分が存在する場合には（ステップＳ２：ＹＥＳ）、制御装置３０は、補給すべき混合液の総量（補給総量）を演算する（ステップＳ９）。具体的には、制御装置３０は、中間液面センサＬ１〜Ｌｎの出力信号に基づいて、現在の液面高を求める。制御装置３０は、さらに、現在の液面高と補給停止液面高との差に基づいて、液面高を補給停止液面高まで上昇させるために補給すべき液の総量（補給総量Ｘ）を演算する。処理液槽１０内部の処理液収容空間における水平断面積が補給液面高から補給停止液面高までの間で同一であるとみなせる場合には、現在の液面高と補給停止液面高との差に当該水平断面積を乗じることによって、補給総量Ｘを求めることができる。
【００５６】
また、処理液槽１０に補給停止液面高まで処理液を貯留した際、処理液槽１０の内部に存在する処理液の総量（貯留総量Ｚ）を予め求めておく。この場合、処理液槽１０の内部だけでなく、処理液槽１０に接続されている配管や機器類にも処理液が存在しているが、ここでは、その量は濃度算定に影響を与えない量であるとみなし、当該処理液の量は無視してもよい。ただし、その影響が無視できないような場合には、処理液槽１０に接続されている配管や機器類に存在する処理液の量を貯留総量Ｚに追加してもよい。
【００５７】
こうして補給総量Ｘおよび貯留総量Ｚが求まると、制御装置３０は、さらに、個々の成分液の個別補給量を演算する（ステップＳ１０）。このとき、不足成分に対応する成分液（アンモニア濃度が不足しているときにはアンモニア水。過酸化水素濃度が不足しているときには過酸化水素水）については、処理液１４を調整するときの既定混合比に従う比率よりも大きな比率の補給量が演算される。たとえば、制御装置３０は、次の手順に従って各成分液の個別補給量を求めてもよい。
【００５８】
手順１：処理液槽１０内の残液（液量Ｚ−Ｘ）における不足成分の濃度不足分を補うために補充すべき成分液（たとえば成分液１）の追加補充量ΔＨを求める。
手順２：補給総量Ｘから追加補充量ΔＨを引いた量（Ｘ−ΔＨ）を既定混合比で按分して、成分液１（第１薬液）の基本個別補給量Ｈ１、成分液２（第２薬液）の基本個別補給量Ｈ２、および成分液３（純水）の基本個別補給量Ｈ３を求める。Ｈ１＋Ｈ２＋Ｈ３＝Ｘ−ΔＨとなる。
【００５９】
手順３：成分液１の基本個別補給量Ｈ１を追加補充量Ｈで補正して、成分液１の補正後の個別補給量Ｈ１＋ΔＨを求める。成分濃度が不足していない成分液２，３については、基本個別補給量Ｈ２，Ｈ３，Ｄをそのまま用いる。
こうして個別補給量が定まると、制御装置３０は、個別補給量の比に応じた流量比となるように成分液１〜３の流量値を設定する（ステップＳ１１）。この設定された流量値に従って、ステップＳ５〜Ｓ８の処理が行われる。すなわち、設定された流量値で流量制御器３７〜３９が制御され（ステップＳ５）、成分液バルブ３４〜３６が一斉に開かれる（ステップＳ６）。これにより、成分液１〜３が混合部２６において合流して混合（配管途中での混合）し、混合液の形態で処理液投入管２５を介して処理液槽１０に供給される。
【００６０】
このとき、不足成分の混合比率が処理液１４における当該成分の既定混合比率よりも大きいので、混合液の供給が進むにつれて、処理液槽１０内の不足成分濃度が目標値に近づいていく。制御装置３０は、補給停止液面センサ５４の出力を監視し、この補給停止液面センサ５４が処理液１４の液面を検出すると、すなわち、処理液槽１０内の液面が上昇して補給停止液面高に達すると（ステップＳ７：ＹＥＳ）、成分液バルブ３４〜３６を一斉に閉成する（ステップＳ８）。これにより、全ての成分液１〜３の供給が同時に停止される。このとき、処理液槽１０内の処理液１４は、全ての成分が目標値に近似した値（目標値を中心とした所定の許容範囲内の値）を有することになる。
【００６１】
このように、この実施形態では、処理液槽１０内の液面高が補給液面高まで下降する以前であっても、いずれかの成分濃度の不足が検出されたときには、処理液１４の補給が実行される。このとき、現在の液面高が中間液面センサＬ１〜Ｌｎによって検出され、その検出結果に基づいて補給停止液面高まで液面を上昇させるのに必要な補給総量が演算される。さらに、不足成分の混合比率を既定混合比率よりも高めた混合比で複数の成分液を混合して、前記演算された補給総量分の混合液（処理液）が処理液槽１０に補給される。こうして、不足成分に該当する成分液を他の成分液と混合し、混合液の形態で処理液槽１０に補充することによって、不足成分の成分濃度を既定値近傍の許容範囲内の濃度へと復帰させることができる。
【００６２】
しかも、この実施形態では、複数の成分濃度の流量比比率を不足成分の成分濃度を補うことができるように既定流量比率よりも大きく設定しているので、複数の成分液を同時に供給開始し、かつ、同時に供給停止することで、不足成分の濃度を補正することができる。これにより、不足成分の補充は、いずれの時点でも単液で行われるのではなく、終始、混合液の形態で行われる。したがって、処理液槽１０内の処理液１４の混合比に近似した混合液の補給によって、不足成分を補うことができるから、不足成分の補充に伴う処理液槽１０内の濃度むらを最小限に抑制することができる。これにより、処理液槽１０内の処理液１４の成分濃度を補正している期間中であっても、基板処理部５へと処理液を供給し、基板Ｗの処理を継続することができる。また、濃度むらを解消するために安定期間（基板Ｗの処理を行わない待機期間）を設けるとしても、このような安定期間はごく短時間でよい。よって、いずれにしても、基板Ｗの処理に関する生産性を向上することができる。
【００６３】
また、処理液槽１０内の液面高が補給液面高まで下降する前に処理液を補給できる場合があるから、この場合には補給時の総供給液量を少なくできる。したがって、処理液補給時の温度変化が抑制されるという利点がある。これにより、温度調節器１６による処理液の温度調整を効果的に行える。
前記追加補充量ΔＨ（リットル）の求め方について、説明を加える。
【００６４】
一例として、ｃ％のフッ酸（ＨＦ）と純水（ＤＩＷ）とを体積比Ａ：Ｂ（通常Ａ＜Ｂ）で混合してＤＨＦ（希フッ酸）を調製し、これを処理液として用いる場合について説明する。
成分濃度測定器２０は、重量％w（wt%）で濃度値を出力するのが一般的であるので、ＤＨＦの規定濃度Ｙを重量％で表すと、次式(1)のとおりである。ただし、ｃ％のフッ酸の比重をｄＨＦ（g/cm3）、純水の比重をｄＤＩＷ（g/cm3）と表してある。
【００６５】
【数１】
2010232520.tif 000003
【００６６】
ｃ％のフッ酸の比重ｄＨＦおよび純水の比重ｄＤＩＷをいずれも「１」とみなすと、次式(2)が得られる。なお、以下の説明では、ｄＨＦ＝ｄＤＩＷ＝１とみなすこととする。
【００６７】
【数２】
2010232520.tif 000004
【００６８】
処理液槽１０の液量が（Ｚ−Ｘ）（リットル）のときにフッ酸の成分濃度が規定濃度Ｙ（wt%）よりもＦ（wt%）だけ低い管理下限未満の値Ｅ（wt%）になったとすると、フッ酸濃度を規定濃度Ｙに戻すために補充すべきｃ％フッ酸の追加補充量ΔＨ（リットル）を求めるには、下記方程式(3)を解けばよい。これにより、追加補充量ΔＨ（リットル）は、下記式(4)で与えられることが分かる。ただし、Ｙ′（wt%）は、ｃ％のフッ酸の濃度を重量％で表した値である。
【００６９】
【数３】
2010232520.tif 000005
【００７０】
すなわち、残液中のフッ酸濃度不足分（Ｙ−Ｅ）（wt%）に残液量（Ｚ−Ｘ）（リットル）を乗じ、これを、補充するフッ酸濃度Ｙ′と規定フッ酸濃度Ｙとの差で除することにより、追加補充量ΔＨ（リットル）を求めることができる。
この例は、一つの薬液成分と純水とを混合する処理液に関して薬液成分の追加補充量ΔＨを求める場合であるが、２つ以上の薬液成分と純水とを混合して調製される処理液についても、同様にして追加補充量ΔＨを求めることができる。
【００７１】
具体的には、第１薬液成分、第２薬液成分および純水を混合して処理液が調製される場合に、第１薬液成分の成分濃度が管理下限を下回り、第２薬液成分の成分濃度は濃度管理範囲（許容濃度範囲）内の値であるとする。この場合は、第１薬液成分に関して、上記の例に従って追加補充量ΔＨ１を求めればよい。さらに、第１薬液成分を追加補充量ΔＨ１だけ追加することによって生じる第２薬液成分の濃度変化を調べ、第２薬液成分の濃度が濃度管理範囲外の値となる場合には、当該第２薬液成分の追加補充量ΔＨ２および／または純水の追加補充量ΔＨ３を求めて、これらを基本個別補給量Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３に加算すればよい。
【００７２】
図３は、前記処理液供給装置における成分液補給動作の他の例を説明するためのフローチャートである。この図３において、前述の図２に示された各ステップと同様の処理が行われるステップには、図２中と同一参照符号を付して示す。
この動作例では、不足成分が存在する場合には（ステップＳ２：ＹＥＳ）、制御装置３０は、複数の成分液を混合液の形態で供給する場合に要する供給所要時間を求める（ステップＳ１５）。供給所要時間は、たとえば、いずれかの成分液の個別補給量（ステップＳ１０）を、当該成分液の流量値（ステップＳ１１）で除することによって求めることができる。また、補給総量（ステップＳ９）を複数の成分液の各流量値の和（総流量値）で除することによって求めることもできる。
【００７３】
複数の成分液の供給が開始されると（ステップＳ６）、制御装置３０は、当該供給開始からの経過時間を計測し、その経過時間が前記供給所要時間に達したかどうかを監視する（ステップＳ１６）。制御装置３０は、経過時間が前記供給所要時間に達するか（ステップＳ１６）、または処理液槽１０内の液面高が補給停止液面高に達するか（ステップＳ７）のいずれかの条件が成立するまで、複数の成分液の供給を継続する。前記経過時間が前記供給経過時間に達するか、または処理液槽１０内の液面高が補給停止液面高に達すると、制御装置３０は、成分液バルブ３４〜３６を一斉に閉じ（ステップＳ８）、補給動作を終了する。
【００７４】
成分濃度に不足がなく（ステップＳ２：ＮＯ）、液面高が補給液面高まで下降した（ステップＳ３：ＹＥＳ）ことに応答して成分液の供給を行うときには、供給所要時間が演算されないので、ステップＳ１６の判断は否定となり、専ら補給停止液面センサ５４の出力に基づいて、成分液の供給が制御される。
このように、この動作例では、成分濃度の不足時には、補給総量分の混合液の供給所要時間を予め演算し、この供給所要時間に達すると成分液の供給を停止するようにしている。これにより、不足成分を補うために演算された個別補給量の分だけ、各成分液を正確に処理液槽１０へと混合液の形態で補給することができる。たとえば、処理液の補給動作中にも基板処理部５での基板処理動作を継続すると、処理液槽１０内の処理液１４が消費される。この場合に、補給停止液面に達するまで成分液の供給を継続すると、演算された個別補給量よりも多く、各成分液が供給される結果となる。このとき、既定混合比率よりも高い混合比率とした成分液に対応する成分濃度は、既定成分濃度（目標値）よりも高くなるおそれがある。同様に、既定混合比率よりも低い混合比率とした成分液に対応する成分濃度は既定成分濃度（目標値）よりも低くなるおそれがある。そこで、供給所要時間に基づく供給制御を実行することによって、この問題を回避できる。
【００７５】
図４は、この発明の第２の実施形態に係る処理液供給装置における成分液補給動作の例を説明するためのフローチャートである。この実施形態の説明においては、前述の図１を再び参照する。また、図４において、前述の図２に示された各ステップに対応するステップには、図２中と同一参照符号を付して示す。
この実施形態では、図１に二点鎖線で示すように、処理液投入管２５の途中部に、当該処理液投入管２５を通って処理液槽１０内へと投入される処理液（混合液）の積算流量（実際の補給総量、投入量）を計測する積算流量計２８が介装されている。この積算流量計２８による計測結果は、制御装置３０に入力されるようになっている。
【００７６】
図４を参照すると、この実施形態において、制御装置３０は、複数の成分液の供給が開始されると（ステップＳ６）、積算流量計２８の出力を監視する。すなわち、制御装置３０は、当該供給開始からの積算流量（実際の補給総量）が、演算された補給総量（ステップＳ９）に達したかどうかを監視する（ステップＳ２１）。制御装置３０は、積算流量が前記演算された補給総量に達するか（ステップＳ２１）、または処理液槽１０内の液面高が補給停止液面高に達するか（ステップＳ７）のいずれかの条件が成立するまで、複数の成分液の供給を継続する。前記積算流量が前記演算された補給総量に達するか、または処理液槽１０内の液面高が補給停止液面高に達すると、制御装置３０は、成分液バルブ３４〜３６を一斉に閉じ（ステップＳ８）、補給動作を終了する。
【００７７】
いずれの成分濃度にも不足がなく（ステップＳ２：ＮＯ）、液面高が補給液面高まで下降した（ステップＳ３：ＹＥＳ）ことに応答して成分液の補給を行うときには、補給総量が演算されないので、ステップＳ２１の判断は否定となり、専ら補給停止液面センサ５４の出力に基づいて、成分液の供給が制御される。
成分濃度の不足時には、補給総量が予め演算されるので、積算流量が当該補給総量に達すると成分液の供給が停止される。これにより、不足成分を補うために演算された個別補給量の分だけ、各成分液を正確に処理液槽１０へと混合液の形態で補給することができる。したがって、図２の動作例の場合と同様の効果を達成できる。
【００７８】
なお、処理液投入管２５に積算流量計２８を介装する代わりに、複数の成分液供給管３１〜３３にそれぞれ積算流量計（個別積算流量計）を介装する構成としてもよい。この場合には、個別積算流量計によって計測される成分液の積算流量が個別補給量（ステップＳ１０での演算値）に達した時点で、当該成分液に対応する成分液バルブ３４〜３６を閉じればよい。ただし、この構成では、積算流量計が複数個必要となるので、処理液投入管２５に一つの積算流量計２８を介装する前述の構成の方がコスト面で有利である。
【００７９】
図５は、この発明の第３の実施形態に係る処理液供給装置の構成を説明するための概念図である。図５において、前述の図１に示された各部に対応する部分には、図１中と同一参照符号を付して示す。
この実施形態では、成分液１（第１薬液）の供給源４１と混合部２６との間の成分液供給管３１には、成分液供給源４１側から順に、レギュレータ（調圧装置）６１、自動流量調整弁６４、個別積算流量計６７、および成分液バルブ３４が介装されている。また、成分液２（第２薬液）の供給源４２と混合部２６との間の成分液供給管３２には、成分液供給源４２側から順に、レギュレータ（調圧装置）６２、自動流量調整弁６５、個別積算流量計６８、および成分液バルブ３５が介装されている。同様に、成分液３（純水：ＤＩＷ）の供給源４３と混合部２６との間の成分液供給管３３には、成分液供給源４３側から順に、レギュレータ（調圧装置）６３、自動流量調整弁６６、個別積算流量計６９、および成分液バルブ３６が介装されている。
【００８０】
レギュレータ６１〜６３は、成分液１，２，３の供給圧力を所定の等しい圧力に調整する供給圧力調節装置である。自動流量調整弁６４〜６６は、たとえば、モータ等のアクチュエータ付のニードルバルブで構成することができ、制御装置３０によって開度が制御されるようになっている。この開度の制御によって、成分液供給管３１〜３３における各流量を個別に制御することができる。レギュレータ６１〜６３によって成分液１，２，３の供給圧力が等しくなっているので、自動流量調整弁６４〜６６の開度の比は、成分液供給管３１〜３３を通る成分液の流量比に等しくなる。個別積算流量計６７〜６９は、成分液供給管３１〜３３を流れる成分液の流量を積算し、個々の成分液の個別の積算流量（実際の個別補給量）を測定するものである。これらの個別積算流量計６７〜６９の計測結果は、制御装置３０に入力されるようになっている。
【００８１】
図６は、図５の処理液供給装置の成分液補充動作の例を説明するためのフローチャートである。この図６において、前述の図２に示された各ステップと同様のステップには、図２中と同一参照符号を付して示す。不足成分がないとき（ステップＳ２：ＮＯ）の動作は、図２の場合とほぼ同様である（ステップＳ３〜Ｓ８）。ただし、第１の実施形態の場合には、流量制御器３７〜３９によって流量が制御されていたのに対して、この実施形態では、自動流量調整弁６４〜６６の開度の設定によって、流量比（開度比）が既定値に設定され（ステップＳ４Ａ）、この設定された開度比となるように各自動流量調整弁６４〜６６が制御される（ステップＳ５Ａ）。
【００８２】
一方、不足成分があるときは（ステップＳ２：ＹＥＳ）、補給総量の演算（ステップＳ９）、および成分液の個別補給量の演算（ステップＳ１０）が行われ、さらに、個別供給流量の比に応じて、複数の成分液の流量比が設定される（ステップＳ３１）。具体的には、個別供給流量の比に従って、自動流量調整弁６４〜６６の開度が設定される。
制御装置３０は、設定された開度に従って自動流量調整弁６４〜６６を制御する（ステップＳ３２）。制御装置３０は、個別積算流量計６７〜６９の出力を監視し、成分液１〜３（第１薬液、第２薬液および純水）のそれぞれについて、個別積算流量（供給開始からの実測値）が前記演算された個別補給量（ステップＳ９での演算値）に達したかどうかを判断する（ステップＳ３３，Ｓ３６，Ｓ３９）。個別積算流量が個別補給量（演算値）に達していない成分液については、当該成分液を供給するために、対応する成分液バルブ３４〜３６を開く（ステップＳ３４，Ｓ３７，Ｓ４０）。個別積算流量が個別補給量（演算値）達した成分液については、当該成分液の供給を停止するために、対応する成分液バルブ３４〜３６を閉じる（ステップＳ３５，Ｓ３８，Ｓ４１）。これにより、各成分液を各個別補給量（演算値）だけ供給することができる。むろん、供給された成分液は、混合部２６において合流して混合液となり、この混合液の形態で、処理液投入管２５を介して処理液槽１０へと投入されることになる。全ての成分液の供給が停止されると（ステップＳ４２：ＹＥＳ）、補給動作が終了する。
【００８３】
ステップＳ３３〜Ｓ４２における判断および制御は充分に高速に行われるので、複数の成分液は同時に供給開始される。また、複数の成分液の個別補給量（演算値）の比に応じた流量比で複数の成分液が同時に供給開始されるのであるから、複数の成分液の個別積算流量（実際の個別補給量）は、実質的に同時に各個別補給量に達することになる。したがって、複数の成分液の供給停止も実質的に同時となる。よって、複数の成分液は、終始、混合液の状態で処理液槽１０に供給される。そのため、処理液槽１０内における濃度むらの発生を効果的に抑制または防止できる。
【００８４】
図７は、この発明の第４の実施形態に係る処理液供給装置の構成を説明するための概念図である。この図７において、前述の図５に示された各部の対応部分には、図５中と同一参照符号を付して示す。この実施形態は、レギュレータ６１〜６３が備えられていない点が異なる。
図８は、図７の処理液供給装置における処理液補給動作の例を説明するためのフローチャートである。図８において、図６に示された各ステップと同様の処理が行われるステップには、図６中と同一参照符号を付して示す。この実施形態では、複数の成分液の供給圧力を等しくなるように制御していないので、自動流量調整弁６４〜６６の開度の調整によって流量比（混合比）を制御することは困難である。そこで、自動流量調整弁６４〜６６は、処理液１４を構成する複数の成分液が混合部２６において既定の混合比で混合されるように予め設定された既定開度に制御される（ステップＳ４５）。つまり、ステップＳ４５での処理は、ステップＳ４Ａでの処理と実質的に同じである。したがって、自動流量調整弁６４〜６６を必ずしも使用する必要はなく、手動で開度調整が可能な流量調整弁を代わりに用いてもよい。
【００８５】
ステップＳ３３以降の処理は図６の場合と同様であるが、成分液の供給停止のタイミングが第３実施形態の場合とは異なる。すなわち、この実施形態では、成分濃度に関係なく、各成分液が各既定流量で供給されるので、不足成分に該当する成分液については、供給停止のタイミングが他の成分液の供給停止タイミングよりも遅れる。したがって、短時間ではあるが、不足成分の成分液は単液の状態で処理液槽１０に供給される可能性がある。この短時間に単液の状態で処理液槽１０に供給される成分液のために、処理液槽１０内において濃度むらが生じるおそれがある。しかし、はじめに混合液の状態の処理液が処理液槽１０に供給されるから、処理液槽１０内に充分な量の処理液１４が存在している状態で、単液の状態の成分液がごく短時間供給されるに過ぎない。したがって、濃度むらを解消するための安定時間が不要であるか、必要であったとしても短時間で足りる。よって、基板処理の生産性を向上することができる。
【００８６】
以上、この発明の４つの実施形態について説明したが、この発明は、さらに他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態では、３つの成分液を混合して処理液を調製する例について説明したが、むろん、処理液を構成する成分液は２種類であってもよいし、４種類以上であってもよい。さらに、前述の実施形態では、処理液の温度調節のための温度調節器１６を備えた構成について説明したが、このような温度調節器を備えない構成に対して本発明を適用してもよい。
【００８７】
また、前述の実施形態では、基板処理に使用された後の処理液を回収して再利用する構成を例にとったが、使用済み処理液の回収および再利用を行わない構成に対して本発明が適用されてもよい。
さらに、前述の実施形態では、処理液槽１０内の液面高を検出する構成を例にとったが、処理液槽１０内の処理液量は、液面高によって特定される必要はなく、たとえば、処理液槽１０の内底面における液圧を検出したり、処理液槽１０内の処理液重量を測定したりする構成によって代替することも可能である。
【００８８】
また、前述の実施形態では、処理液槽１０内の液面高が補給液面高に達したときには、既定混合比で複数の成分液を混合するようにしているが、このときにも、成分濃度測定器２０によって測定された成分濃度（測定値）と、各成分濃度の目標値との偏差に応じて、既定混合比とは異なる混合比で成分液を混合するようにしてもよい。この場合には、総補給量（補給液面高から補給停止液面高までの液量）に基づいて、各成分液の個別補給量を求め、この個別補給量に従って各成分液を供給すればよい。つまり、成分液濃度が管理下限を下回ったときと同様の動作を実行すればよい。
【００８９】
さらに、前述の実施形態では、いずれかの成分濃度が管理下限を下回ったときに補給動作を行って処理液の成分濃度補正を行うようにしているが、いずれかの成分濃度が管理上限を上まわったときにも同様の補給動作によって処理液の成分濃度補正を行うようにしてもよい。むろん、この場合には、過剰濃度の成分に該当する成分液の補給量比率は、既定混合比率よりも低くされることになる。
【００９０】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００９１】
１    薬液キャビネット
２    処理装置本体
３    基板処理装置
５    基板処理部
６    処理カップ
７    スピンチャック
８    処理液ノズル
９    処理液バルブ
１０    処理液槽
１１    混合機構
１２    供給機構
１３    処理液量測定機構
１４    処理液
１５    処理液供給管
１６    温度調節器
１７    ポンプ
１８    フィルタ
２０    成分濃度測定器
２１    分岐位置
２２    処理液帰還管
２３    帰還バルブ
２５    処理液投入管
２５    当処理液投入管
２６    混合部
２８    積算流量計
３０    制御装置
３１〜３３    成分液供給管
３４〜３６    成分液バルブ
３７〜３９    流量制御器
４１〜４３    成分液供給源
５０    液面センサ
５１    下限液面センサ
５２    上限液面センサ
５３    補給液面センサ
５４    補給停止液面センサ
Ｌ１〜Ｌｎ    中間液面センサ
６１〜６３    レギュレータ
６４〜６６    自動流量調整弁
６７〜６９    個別積算流量計
Ｗ    基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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