(57)【要約】【課題】基板を搬送しながら基板に対し処理液を循環させつつ供給して基板を処理する場合に、循環経路を通して循環する処理液の濃度を正確に管理することができる装置を提供する。【解決手段】循環経路を通して循環する処理液の濃度を測定する濃度モニタ１４を備え、処理槽１８内で搬送ローラ２４により搬送されつつ処理された基板Ｗに付着して処理槽外へ持ち出される処理液の量を、基板１枚当たりの処理液の持ち出し量と基板の処理枚数とから算出し、算出された処理液の持ち出し量および濃度モニタ１４によって測定された処理液の濃度に基づいて、循環経路の途中に補充すべき薬液の量を算出し、算出された補充量の薬液を循環経路の途中に補充する。【選択図】図１
2009049330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を１枚ずつ順次処理槽内へ搬入し、処理槽内で基板を水平方向へ搬送しながら基板に対して処理液を循環させつつ供給して基板を処理し、処理後の基板を処理槽内から搬出する基板処理装置において、
循環経路を通して循環する処理液の濃度を測定する濃度測定手段と、
処理後の基板に付着して前記処理槽外へ持ち出される処理液の量を、基板１枚当たりの処理液の持ち出し量と基板の処理枚数とから算出する持ち出し量算出手段と、
前記濃度測定手段によって測定された処理液の濃度、および、前記持ち出し量算出手段によって算出された処理液の持ち出し量に基づいて、前記循環経路の途中に補充すべき薬液の量を算出する補充量算出手段と、
前記循環経路の途中に薬液を補充する補充手段と、
前記補充液量算出手段によって算出された補充量の薬液を前記循環経路の途中に補充するように前記補充手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記持ち出し量算出手段による処理液の持ち出し量の算出において、基板１枚当たりの処理液の持ち出し量の値が、処理液の蒸発によって前記循環経路中で自然に失われる処理液の量を加算して適宜再設定される請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
処理液は、硝酸、酢酸、リン酸および純水の混合溶液からなるエッチング液であり、前記補充手段が高濃度の硝酸および酢酸をそれぞれ補充する請求項１または請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
基板を１枚ずつ順次処理槽内へ搬入し、処理槽内で基板を水平方向へ搬送しながら基板に対して処理液を循環させつつ供給して基板を処理し、処理後の基板を処理槽内から搬出する基板処理方法において、
循環経路を通して循環する処理液の濃度を測定する濃度測定工程と、
処理後の基板に付着して前記処理槽外へ持ち出される処理液の量を、基板１枚当たりの処理液の持ち出し量と基板の処理枚数とから算出する持ち出し量算出工程と、
前記濃度測定工程で測定された処理液の濃度、および、前記持ち出し量算出工程で算出された処理液の持ち出し量に基づいて、前記循環経路の途中に補充すべき薬液の量を算出する補充量算出工程と、
この補充液量算出工程で算出された補充量の薬液を前記循環経路の途中に補充する補充工程と、
を含むことを特徴とする基板処理方法。
【請求項５】
前記持ち出し量算出工程での処理液の持ち出し量の算出において、基板１枚当たりの処理液の持ち出し量の値が、処理液の蒸発によって前記循環経路中で自然に失われる処理液の量を加算して適宜再設定される請求項４に記載の基板処理方法。
【請求項６】
処理液は、硝酸、酢酸、リン酸および純水の混合溶液からなるエッチング液であり、前記補充工程で高濃度の硝酸および酢酸をそれぞれ補充する請求項４または請求項５に記載の基板処理方法。
【請求項７】
処理槽内へ１枚ずつ順次搬入されて処理槽内を水平方向へ搬送される基板に対して循環しつつ供給される処理液の濃度を管理する処理液の濃度管理装置において、
循環経路を通して循環する処理液の濃度を測定する濃度測定手段と、
処理後の基板に付着して前記処理槽外へ持ち出される処理液の量を、基板１枚当たりの処理液の持ち出し量と基板の処理枚数とから算出する持ち出し量算出手段と、
前記濃度測定手段によって測定された処理液の濃度、および、前記持ち出し量算出手段によって算出された処理液の持ち出し量に基づいて、前記循環経路の途中に補充すべき薬液の量を算出する補充量算出手段と、
前記循環経路の途中に薬液を補充する補充手段と、
前記補充液量算出手段によって算出された補充量の薬液を前記循環経路の途中に補充するように前記補充手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする処理液の濃度管理装置。
【請求項８】
前記持ち出し量算出手段による処理液の持ち出し量の算出において、基板１枚当たりの処理液の持ち出し量の値が、処理液の蒸発によって前記循環経路中で自然に失われる処理液の量を加算して適宜再設定される請求項７に記載の処理液の濃度管理装置。
【請求項９】
処理液は、硝酸、酢酸、リン酸および純水の混合溶液からなるエッチング液であり、前記補充手段が高濃度の硝酸および酢酸をそれぞれ補充する請求項７または請求項８に記載の処理液の濃度管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）用ガラス基板、磁気ディスク用基板、光ディスク用基板、フォトマスク用ガラス基板等の各種基板に対してエッチング等の処理を行う基板処理装置および基板処理方法、ならびに、基板に対してエッチング等の処理を行う場合において、循環されながら使用されるエッチング液等の処理液の濃度を管理する濃度管理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおいて、基板を１枚ずつ順次処理槽内へ搬入し、処理槽内で複数の搬送ローラにより基板を支持して水平方向へ搬送しつつ、処理槽内に配設された吐出ノズルから基板の表面へエッチング液、剥離液、現像液、洗浄液などの処理液を供給して、基板に対しエッチング、レジスト膜剥離、現像、洗浄等の処理を行う基板処理装置では、吐出ノズルから基板に対して供給された処理液は、貯留タンクに回収されて循環使用される。すなわち、処理槽の底部に回収用配管を連通接続し、その回収用配管を貯留タンクに接続し、貯留タンクの底部と処理槽内の吐出ノズルとを供給用配管によって流路接続し、供給用配管の途中に介挿された供給ポンプによって貯留タンク内から吐出ノズルへ処理液を供給し、吐出ノズルから基板の表面に対して処理液を吐出する。そして、吐出ノズルから基板の表面へ供給されて基板表面から処理液の底部に流下する処理液や吐出ノズルから吐出されてそのまま処理液の底部に流下する処理液を、処理液の底部から回収用配管を通して貯留タンク内に回収し、その処理液を循環させつつ使用するようにしている。また、貯留タンク内には、適宜処理液が補充されるような構成となっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ところで、基板上に形成された金属膜、例えばアルミニウム膜をエッチング処理する場合には、エッチング液として、例えば硝酸、酢酸、リン酸および純水の混合溶液が使用され、そのエッチング液を循環させながら基板に対して供給するようにする。このように、エッチング液が循環されながら使用されるため、基板の処理枚数が増えるに連れてエッチング液の組成が次第に変化していく。具体的に説明すると、基板の処理枚数が増えるに連れてエッチング液中の硝酸および酢酸の濃度は徐々に低下していき、他方、リン酸の濃度が上昇し純水は微減する。この結果、例えば硝酸の濃度が低下すると、エッチング液の粘度が上がってエッチング特性が不安定になる。そこで、エッチング液中の硝酸濃度を一定時間ごとに測定し、その測定濃度に応じてエッチング液に硝酸等の薬液を随時補充することにより、エッチング液中の各成分の濃度が目標濃度となるように管理する必要がある。この場合、従来の濃度管理システムでは、測定された濃度値と貯留タンクの全容量の値（一定値）を用いて、貯留タンク内の処理液の濃度を目標濃度に戻すために必要な薬液量を算出し、算出された量の薬液を補充するようにしていた。
【特許文献１】特開平１０−７４７２６号公報（第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、基板の処理中においては、処理槽内へ搬入された基板に対して吐出ノズルから供給された処理液の一部は、基板の表面上に残留したまま処理槽内から搬出される基板と一緒に処理槽外へ持ち出される。この結果、循環経路内の処理液の量が少しずつではあるが減少していき、貯留タンク内の処理液の液面が少しずつ低下していく。このため、従来の濃度管理システムのように、貯留タンクの全容量の値を用いて薬液の補充量を算出したのでは、薬液の補充によって貯留タンク内の処理液の濃度が目標濃度に戻らない、といった問題点がある。
【０００５】
この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、基板を１枚ずつ順次処理槽内へ搬入し、処理槽内で基板を水平方向へ搬送しながら基板に対して処理液を循環させつつ供給して基板を処理し、処理後の基板を処理槽内から搬出する場合において、循環経路を通して循環する処理液の濃度を正確に管理することができる基板処理装置および基板処理方法を提供すること、ならびに、循環経路を通して循環する処理液の濃度を正確に管理することができる処理液の濃度管理装置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】
【０００６】
請求項１に係る発明は、基板を１枚ずつ順次処理槽内へ搬入し、処理槽内で基板を水平方向へ搬送しながら基板に対して処理液を循環させつつ供給して基板を処理し、処理後の基板を処理槽内から搬出する基板処理装置において、循環経路を通して循環する処理液の濃度を測定する濃度測定手段と、処理後の基板に付着して前記処理槽外へ持ち出される処理液の量を、基板１枚当たりの処理液の持ち出し量と基板の処理枚数とから算出する持ち出し量算出手段と、前記濃度測定手段によって測定された処理液の濃度、および、前記持ち出し量算出手段によって算出された処理液の持ち出し量に基づいて、前記循環経路の途中に補充すべき薬液の量を算出する補充量算出手段と、前記循環経路の途中に薬液を補充する補充手段と、前記補充液量算出手段によって算出された補充量の薬液を前記循環経路の途中に補充するように前記補充手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の基板処理装置において、前記持ち出し量算出手段による処理液の持ち出し量の算出において、基板１枚当たりの処理液の持ち出し量の値が、処理液の蒸発によって前記循環経路中で自然に失われる処理液の量を加算して適宜再設定されることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の基板処理装置において、処理液が、硝酸、酢酸、リン酸および純水の混合溶液からなるエッチング液であり、前記補充手段が高濃度の硝酸および酢酸をそれぞれ補充することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係る発明は、基板を１枚ずつ順次処理槽内へ搬入し、処理槽内で基板を水平方向へ搬送しながら基板に対して処理液を循環させつつ供給して基板を処理し、処理後の基板を処理槽内から搬出する基板処理方法において、循環経路を通して循環する処理液の濃度を測定する濃度測定工程と、処理後の基板に付着して前記処理槽外へ持ち出される処理液の量を、基板１枚当たりの処理液の持ち出し量と基板の処理枚数とから算出する持ち出し量算出工程と、前記濃度測定工程で測定された処理液の濃度、および、前記持ち出し量算出工程で算出された処理液の持ち出し量に基づいて、前記循環経路の途中に補充すべき薬液の量を算出する補充量算出工程と、この補充液量算出工程で算出された補充量の薬液を前記循環経路の途中に補充する補充工程と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載の基板処理方法において、前記持ち出し量算出工程での処理液の持ち出し量の算出において、基板１枚当たりの処理液の持ち出し量の値が、処理液の蒸発によって前記循環経路中で自然に失われる処理液の量を加算して適宜再設定されることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に係る発明は、請求項４または請求項５に記載の基板処理方法において、処理液が、硝酸、酢酸、リン酸および純水の混合溶液からなるエッチング液であり、前記補充工程で高濃度の硝酸および酢酸をそれぞれ補充することを特徴とする。
【００１２】
請求項７に係る発明は、処理槽内へ１枚ずつ順次搬入されて処理槽内を水平方向へ搬送される基板に対して循環しつつ供給される処理液の濃度を管理する処理液の濃度管理装置において、循環経路を通して循環する処理液の濃度を測定する濃度測定手段と、処理後の基板に付着して前記処理槽外へ持ち出される処理液の量を、基板１枚当たりの処理液の持ち出し量と基板の処理枚数とから算出する持ち出し量算出手段と、前記濃度測定手段によって測定された処理液の濃度、および、前記持ち出し量算出手段によって算出された処理液の持ち出し量に基づいて、前記循環経路の途中に補充すべき薬液の量を算出する補充量算出手段と、前記循環経路の途中に薬液を補充する補充手段と、前記補充液量算出手段によって算出された補充量の薬液を前記循環経路の途中に補充するように前記補充手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項８に係る発明は、請求項７に記載の濃度管理装置において、前記持ち出し量算出手段による処理液の持ち出し量の算出において、基板１枚当たりの処理液の持ち出し量の値が、処理液の蒸発によって前記循環経路中で自然に失われる処理液の量を加算して適宜再設定されることを特徴とする。
【００１４】
請求項９に係る発明は、請求項７または請求項８に記載の濃度管理装置において、処理液が、硝酸、酢酸、リン酸および純水の混合溶液からなるエッチング液であり、前記補充手段が高濃度の硝酸および酢酸をそれぞれ補充することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る発明の基板処理装置においては、補充量算出手段により、濃度測定手段によって測定された処理液の濃度と持ち出し量算出手段によって算出された処理液の持ち出し量とに基づいて循環経路への薬液の補充量が算出され、制御手段により補充手段が制御されて、循環経路中に適当量の薬液が補充されるので、循環経路を通して循環する処理液の濃度がより正確に目標濃度に保持される。
したがって、請求項１に係る発明の基板処理装置を使用すると、循環経路を通して循環する処理液の濃度を正確に管理して、基板の処理を安定して行うことができる。
【００１６】
請求項２に係る発明の基板処理装置では、基板の処理中に基板の表面上に残留して基板と一緒に処理槽外へ持ち出される処理液の量に、処理液の蒸発によって循環経路中で自然に失われる処理液の量を加算して、基板１枚当たりの処理液の持ち出し量の値が適宜再設定されるので、循環経路を通して循環する処理液の濃度をより正確に目標濃度に保持することができる。
【００１７】
請求項３に係る発明の基板処理装置では、循環経路中に高濃度の硝酸および酢酸がそれぞれが補充されることにより、循環経路を通して循環するエッチング液の各成分の濃度が管理される。
【００１８】
請求項４に係る発明の基板処理方法によると、処理液の濃度の測定値と処理液の持ち出し量の算出値とに基づいて循環経路への薬液の補充量が算出され、循環経路中に適当量の薬液が補充されるので、循環経路を通して循環する処理液の濃度がより正確に目標濃度に保持される。
したがって、請求項４に係る発明の基板処理方法を用いると、循環経路を通して循環する処理液の濃度を正確に管理して、基板の処理を安定して行うことができる。
【００１９】
請求項５に係る発明の基板処理方法では、基板の処理中に基板の表面上に残留して基板と一緒に処理槽外へ持ち出される処理液の量に、処理液の蒸発によって循環経路中で自然に失われる処理液の量を加算して、基板１枚当たりの処理液の持ち出し量の値が適宜再設定されるので、循環経路を通して循環する処理液の濃度をより正確に目標濃度に保持することができる。
【００２０】
請求項６に係る発明の基板処理方法では、循環経路中に高濃度の硝酸および酢酸がそれぞれが補充されることにより、循環経路を通して循環するエッチング液の各成分の濃度が管理される。
【００２１】
請求項１に係る発明の濃度管理装置においては、補充量算出手段により、濃度測定手段によって測定された処理液の濃度と持ち出し量算出手段によって算出された処理液の持ち出し量とに基づいて循環経路への薬液の補充量が算出され、制御手段により補充手段が制御されて、循環経路中に適当量の薬液が補充されるので、循環経路を通して循環する処理液の濃度がより正確に目標濃度に保持される。
したがって、請求項１に係る発明の濃度管理装置を使用すると、循環経路を通して循環する処理液の濃度を正確に管理することができる。
【００２２】
請求項２に係る発明の濃度管理装置では、基板の処理中に基板の表面上に残留して基板と一緒に処理槽外へ持ち出される処理液の量に、処理液の蒸発によって循環経路中で自然に失われる処理液の量を加算して、基板１枚当たりの処理液の持ち出し量の値が適宜再設定されるので、循環経路を通して循環する処理液の濃度をより正確に目標濃度に保持することができる。
【００２３】
請求項３に係る発明の濃度管理装置では、循環経路中に高濃度の硝酸および酢酸がそれぞれが補充されることにより、循環経路を通して循環するエッチング液の各成分の濃度が管理される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、この発明の最良の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、この発明の実施形態の１例を示し、処理液の濃度管理装置を備えた基板処理装置の概略構成を示す図である。この実施形態では、基板上に形成された金属膜、例えばアルミニウム膜を、硝酸、酢酸、リン酸および純水の混合溶液からなるエッチング液を使用してエッチング処理する基板処理装置を例示して説明する。
【００２５】
この基板処理装置は、エッチング処理部１０を有する装置本体１２と、エッチング液中の成分、例えば硝酸の濃度を測定する濃度モニタ１４を備え循環経路を通して循環するエッチング液の濃度を管理する濃度管理装置１６とから構成されている。エッチング処理部１０は、基板搬入口２０および基板搬出口２２を有する処理槽１８、この処理槽１８内へ搬入された基板Ｗを水平姿勢に支持して水平方向へ搬送する複数本の搬送ローラ２４、および、搬送ローラ２４によって搬送される基板Ｗの表面へエッチング液を供給する複数の吐出ノズル２６を備えている。
【００２６】
処理槽１８の底部には、エッチング液の回収用配管２８が連通して接続されており、回収用配管２８は貯留タンク３０に接続されている。貯留タンク３０の底部には、エッチング液の供給用配管３２が連通して接続されている。供給用配管３２には供給ポンプ３４が介挿されており、供給用配管３２は吐出ノズル２６に流路接続されている。そして、基板処理部１０では、基板Ｗを１枚ずつ順次搬送しながら、吐出ノズル２６から基板Ｗの表面へエッチング液を供給して、基板Ｗ上に形成されたアルミニウム膜を所定パターンにエッチングする。吐出ノズル２６から基板Ｗの表面へ供給され基板Ｗ上から処理槽１８の底部に流下したエッチング液、および、吐出ノズル２６から吐出されてそのまま処理槽１８の底部に流下したエッチング液は、処理槽１８の底部から回収用配管２８を通って貯留タンク３０内へ流入し回収される。貯留タンク３０内に貯留されたエッチング液３６は、供給ポンプ３４により供給用配管３２を通って吐出ノズル２６へ供給され、吐出ノズル２６から吐出される。このようにして、エッチング液は、処理槽１８の底部、回収用配管２８、貯留タンク３０、供給用配管３２および吐出ノズル２６を通して循環しつつ、処理槽１８内で基板Ｗに対して供給される。
【００２７】
また、貯留タンク３０の底部には、循環用配管３８が連通して接続されている。循環用配管３８には循環ポンプ４０が介挿されており、循環用配管３８は貯留タンク３０の上部に流路接続されている。また、循環用配管３８の途中に補充用配管４２が連通接続されており、補充用配管４２は薬液補充ユニット４４に流路接続されている。そして、循環用配管３８内を流れるエッチング液に、随時、薬液補充ユニット４４から補充用配管４２を通して供給される薬液を合流させることにより、貯留タンク３０内のエッチング液２８に薬液が補充されるように構成されている。
【００２８】
供給用配管３２には、その途中で分岐したサンプリング用配管４６が設けられている。サンプリング用配管４６は、濃度モニタ１４に流路的に接続されている。濃度モニタ１４は、例えば、サンプリングポンプや吸光光度計（図示せず）等を備えている。そして、サンプリングポンプが一定時間、例えば３０分経過するごとに作動することにより、供給用配管３２内を流れるエッチング液の一部がサンプリング液として取り出されサンプリング用配管４６を通して濃度モニタ１４内へ導入される。導入されたサンプリング液は、吸光光度計の石英セル内へ導かれ、特定波長、例えば２２０ｎｍにおける吸光度が測定される。濃度モニタ１４における測定動作は、濃度管理用のパソコン４８によって制御され、また、濃度モニタ１４によって測定された吸光度の信号は、パソコン４８へ送られる。そして、パソコン４８において、濃度モニタ１４によって測定された吸光度からサンプリング液中、したがって供給用配管３２内を流れるエッチング液中の硝酸濃度が算出される。
【００２９】
また、図２に模式図を示すように、貯留タンク３０には、貯留タンク３０内のエッチング液３６の液面が最高位置以上であるときにＯＮ状態となり最高位置を下回ったときにＯＦＦとなるフロートスイッチ等の上部液面センサ５０ａ、および、貯留タンク３０内のエッチング液３６の液面が最低位置以上であるときにＯＮ状態となり最低位置を下回ったときにＯＦＦとなるフロートスイッチ等の下部液面センサ５０ｂが付設されている。図２において、Ａが貯留タンク３０の全容量を示し、新しく交換された貯留タンク３０内には全容量（Ａ）分のエッチング液が充填されている。また、図２において、Ｂが最大容量を示し、Ｃが最小容量を示す。数値の１例を示すと、Ａ＝１２００Ｌ、Ｂ＝１０００Ｌ、Ｃ＝２５０Ｌである。
【００３０】
濃度管理用のパソコン４８は、例えばＴＣＰ／ＩＰプロトコルで装置管理用のパソコン５２と接続している。この装置管理用のパソコン５２に、貯留タンク３０に付設された上部液面センサ５０ａおよび下部液面センサ５０ｂがそれぞれ電気的に接続されている。装置管理用のパソコン５２には、処理後の基板Ｗに付着して基板Ｗと一緒に処理槽１８外へ持ち出される基板１枚当たりのエッチング液の量を予め設定入力してメモリに記憶させておく。そして、装置管理用のパソコン５２においては、エッチング液の全てが新液に更新された時点、すなわち、貯留タンク３０を新しいものと交換した時点からの基板のエッチング処理枚数と基板１枚当たりの持ち出し量の設定値とからエッチング液の持ち出し量が算出され、その算出結果を示す情報が装置管理用のパソコン５２から濃度管理用のパソコン４８へ送られる。濃度管理用のパソコン４８においては、装置管理用のパソコン５２から送られたエッチング液の持ち出し量の情報とエッチング液中の硝酸濃度の測定値とに基づいて、循環経路の途中に補充すべき薬液の量が算出され、その算出結果に基づいた制御信号が濃度管理用のパソコン４８から出力されて薬液補充ユニット４４へ送られる。薬液補充ユニット４４は、パソコン４８からの制御信号により、補充用配管４２を通して適当量の所要薬液（高濃度の硝酸および酢酸）を、循環用配管３８内を流れるエッチング液に補充する。なお、装置管理用のパソコン５２から濃度管理用のパソコン４８へは、貯留タンク３０の切替え信号、貯留タンク３０内への定量補充中信号、貯留タンク３０の温度信号なども送られる。
【００３１】
次に、上記した基板処理装置を使用したエッチング処理におけるエッチング液の濃度管理動作について、図３に示すフローチャートを参照しながら説明する。
供給ポンプ３４により貯留タンク３０内から供給用配管３２を通して吐出ノズル２６へエッチング液を供給して、吐出ノズル２６からエッチング液を吐出し、処理槽１８の底部に流下したエッチング液を、回収用配管２８を通して貯留タンク３０内に回収して、それらの循環経路を通してエッチング液を循環させる。この状態で、基板Ｗを１枚ずつ順次処理槽１８内へ搬入し、処理槽１８内で基板Ｗを水平方向へ搬送しながら吐出ノズル２６から基板Ｗの表面へエッチング液を供給して基板Ｗのエッチング処理を行い、処理後の基板Ｗを処理槽１８内から搬出する。
【００３２】
処理を開始してから３０分が経過するごとに、供給用配管３２内からサンプリング用配管４６を通して濃度モニタ１４内へエッチング液（サンプリング液）が導入され、エッチング液中の硝酸の濃度が濃度モニタ１４により測定されて、その測定結果が濃度管理用のパソコン４８へ送られる。また、同時に、装置管理用のパソコン５２において、それまでにエッチング処理されて処理槽１８外へ搬出された基板Ｗの処理枚数（Ｎ）と基板１枚当たりのエッチング液の持ち出し量（Ｄ）の設定値とからエッチング液の持ち出し量（Ｄ×Ｎ）が算出され、貯留タンク３０のエッチング液の残量（Ｖ）が、Ｖ＝Ｂ（貯留タンク３０の最大容量）−Ｄ×Ｎの式より算出され、その算出結果が濃度管理用のパソコン４８へ送られる。なお、循環経路中への薬液の補充を行った後では、補充された薬液の総量を加味して、Ｖ＝Ｂ＋（薬液補充総量）−Ｄ×Ｎよりタンク残量（Ｖ）を算出する必要がある。数値例を示して説明すると、基板１枚当たりのエッチング液の持ち出し量（Ｄ）＝１００ｃｃ、処理槽１８内から基板Ｗを１枚ずつ払い出す間隔を１分とした場合、３０分間の処理におけるエッチング液の持ち出し量は、１００ｃｃ×３０枚＝３Ｌとなる。したがって、処理を開始してから３０分が経過した後のタンク残量（Ｖ）は、Ｖ＝１０００Ｌ−３Ｌ＝９９７Ｌとなり、１時間経過後のタンク残量（Ｖ）は、Ｖ＝１０００Ｌ−６Ｌ＝９９４Ｌとなる。
【００３３】
タンク残量（Ｖ）が算出されると、そのタンク残量（Ｖ）が最小容量（Ｃ）を下回っていないかどうかが判定され、タンク残量（Ｖ）が最小容量（Ｃ）を下回っているとき（Ｖ＜Ｃ）には、溶液投入ユニット（図示を省略）により硝酸、酢酸、リン酸および純水の混合溶液からなるエッチング液（新液）が一定量投入されて、貯留タンク３０内に最大容量（Ｂ）のエッチング液３６が貯留されるようにする。なお、この一定量の新液の投入は、下部液面センサ５０ｂがＯＮ状態からＯＦＦへ変化した時に、その信号変化を受けて随時自動的に行うようにしてもよい。一方、タンク残量（Ｖ）が最小容量（Ｃ）以上であるとき（Ｖ≧Ｃ）は、薬液の補充量が算出される。この補充量の算出方法の１例について、次に説明する。
【００３４】
基板上に形成されたアルミニウム膜を、硝酸、酢酸、リン酸および純水の混合溶液からなるエッチング液を使用してエッチング処理する場合には、基板の処理中において、貯留タンク３０内のエッチング液３６の量が徐々に減少していくが、このとき、エッチング液中の硝酸および酢酸の各濃度がそれぞれ低下し、他方、エッチング液中のリン酸の濃度は若干上昇し、純水の割合が微減する。そこで、エッチング液中の硝酸および酢酸の各濃度がそれぞれ目標濃度となるように、濃度モニタ１４によって測定された硝酸の濃度に基づいて高濃度の硝酸および酢酸を必要量だけ循環経路中に補充し、これに伴ってエッチング液中のリン酸の濃度が相対的に低下してほぼ目標濃度となるようにする、といった基本的な考え方によりエッチング液の濃度管理を行う。なお、エッチング液中の硝酸濃度と酢酸濃度との比は、基板の処理に伴ってそれぞれの濃度が低下してもほとんど変化しないので、この実施形態では濃度モニタ１４によって硝酸の濃度だけを測定するようにしているが、酢酸の濃度も測定し、その測定結果に基づいて硝酸の補充量を算出するようにしてもよい。
【００３５】
具体的な数値を示して説明すると、貯留タンク３０の最大容量（Ｂ）が１００Ｌとし、エッチング液中の硝酸、酢酸、リン酸および純水の初期設定濃度の値がそれぞれ５ｗ／ｖ％、１０ｗ／ｖ％、７０ｗ／ｖ％および１５ｗ／ｖ％であるとした場合に、まず、各成分の全容積率（％）、すなわち１００Ｌのエッチング液中に各成分がどれだけの容積を占めるかを計算する。硝酸の比重＝１．４１、酢酸の比重＝１．０４、リン酸の比重＝１．６８、純水の比重＝１とすると、濃度値／比重より、硝酸の容積率＝５／１．４１＝３．５４６％、酢酸の容積率＝１０／１．０４＝９．６１５％、リン酸の容積率＝７０／１．６８＝４１．６６７％、純水の容積率＝１５／１＝１５％となり、各成分の容積率の合計は、３．５４６＋９．６１５＋４１．６６７＋１５＝６９．８２８％となる。各成分の容積率を１００％に換算して全容積率（％）を求めると、硝酸の全容積率＝（３．５４６／６９．８２８）×１００＝５．０７８％、酢酸の全容積率＝（９．６１５／６９．８２８）×１００＝１３．７７０％、リン酸の全容積率＝（４１．６６７／６９．８２８）×１００＝５９．６７１％、純水の全容積率＝（１５／６９．８２８）×１００＝２１．４８１％となる。したがって、初期において貯留タンク３０内に貯留された１００Ｌのエッチング液中に占める各成分の容積は、硝酸：５．０７８Ｌ、酢酸：１３．７７０Ｌ、リン酸：５９．６７１Ｌ、純水：２１．４８１Ｌとなる。
【００３６】
基板Ｗのエッチング処理が順次行われ、貯留タンク３０内のエッチング液３６の量が減少してタンク残量（Ｖ）が９９Ｌとなり、エッチング液中の硝酸、酢酸、リン酸および純水の濃度の値がそれぞれ４ｗ／ｖ％、８ｗ／ｖ％、７２ｗ／ｖ％および１６ｗ／ｖ％になったとすると、硝酸の容積率＝４／１．４１＝２．８３７％、酢酸の容積率＝８／１．０４＝７．６９２％、リン酸の容積率＝７２／１．６８＝４２．８５７％、純水の容積率＝１６／１＝１６％となり、各成分の容積率の合計は、２．８３７＋７．６９２＋４２．８５７＋１６＝６９．３８６％となる。各成分の容積率を１００％に換算して全容積率（％）を求めると、硝酸の全容積率＝（２．８３７／６９．３８６）×１００＝４．０８９％、酢酸の全容積率＝（７．６９２／６９．３８６）×１００＝１１．０８６％、リン酸の全容積率＝（４２．８５７／６９．３８６）×１００＝６１．７６６％、純水の全容積率＝（１６／６９．３８６）×１００＝２３．０５９％となる。したがって、タンク残量（Ｖ）＝９９Ｌのエッチング液中に占める各成分の容積（以下、「全容積」という）は、硝酸：４．０４８Ｌ、酢酸：１０．９７５Ｌ、リン酸：６１．１４８Ｌ、純水：２２．８２８Ｌとなる。
【００３７】
初期状態における硝酸の全容積率＝５．０７８％を目標硝酸容積率とし、酢酸の全容積率＝１３．７７０％を目標酢酸容積率とする。硝酸液および酢酸液の補充量は、次の各式でそれぞれ表される。
目標硝酸容積率＝〔（エッチング液中の硝酸の全容積＋補充する硝酸液の純硝酸容積）
／（タンク残量＋硝酸液の補充量＋酢酸液の補充量）〕×１００％
目標酢酸容積率＝〔（エッチング液中の酢酸の全容積＋補充する酢酸液の純酢酸容積）
／（タンク残量＋硝酸液の補充量＋酢酸液の補充量）〕×１００％
ここで、補充する硝酸液（硝酸＋純水、比重＝１．４１）の硝酸濃度を７０ｗ／ｖ％とすると、その硝酸液における硝酸の容積率＝７０／１．４１＝４９．６４５％、純水の容積率＝３０／１＝３０％となり、容積率の合計は、４９．６４５＋３０＝７９．６４５％となる。そして、硝酸の容積率を１００％に換算して全容積率（％）を求めると、（４９．６４５／７９．６４５）×１００≒６２．３％となる。また、補充する酢酸液（酢酸＋純水、比重＝１．０４）の酢酸濃度を９９ｗ／ｖ％とすると、その酢酸液における酢酸の容積率＝９９／１．０４＝９５．１９２％、純水の容積率＝１／１＝１％となり、容積率の合計は、９５．１９２＋１＝９６．１９２％となる。そして、酢酸の容積率を１００％に換算して全容積率（％）を求めると、（９５．１９２／９６．１９２）×１００≒９９．０％となる。
【００３８】
硝酸液の補充量をｘ、酢酸液の補充量をｙとすると、上記各式はそれぞれ、
５．０７８＝〔（４．０４８＋０．６２３ｘ）／（９９＋ｘ＋ｙ）〕×１００
１３．７７０＝〔（１０．９７５＋０．９９０ｙ）／（９９＋ｘ＋ｙ）〕×１００
となり、両式からｘ、ｙを求めると、ｘ＝２．０２Ｌ、ｙ＝３．４４Ｌとなる。すなわち、循環経路を通して循環しているエッチング液に硝酸液を２．０２Ｌ補充し、酢酸液を３．４４Ｌ補充すればよいこととなる。これにより、エッチング液中の硝酸および酢酸の各濃度がそれぞれ上昇するとともに、リン酸の濃度は低下し、純水の割合が微増して、エッチング液をほぼ初期状態に戻すことができる。
【００３９】
次に、エッチング液の持ち出し量の算出において、基板１枚当たりの処理液の持ち出し量を適宜再設定する方法について、図４に示すフローチャートを参照しながら説明する。
貯留タンク３０内のエッチング液３６は、基板の処理中に基板Ｗ上に残留して基板Ｗと一緒に処理槽１８外へ持ち出されることによって少しずつ減少していくほかにも、貯留タンク３０には温調機能が通常装備されていることからエッチング液が蒸発し、これによって循環経路中でエッチング液が自然に失われる。このため、循環経路中に薬液を随時補充しても、貯留タンク３０内のエッチング液の液面が少しずつ低下していく。そこで、エッチング液の持ち出し量の算出において、循環経路中で自然に失われるエッチング液の量を加算して基板１枚当たりの処理液の持ち出し量を適宜再設定するようにする。
【００４０】
貯留タンク３０内に全容量（Ａ）分のエッチング液３６が貯留された状態で基板のエッチング処理が開始され、基板の処理枚数が増えるに従って貯留タンク３０内のエッチング液の液面が徐々に低下していき、タンク残量（Ｖ）が全容量（Ａ）から最大容量（Ｂ）へ、最大容量（Ｂ）から最小容量（Ｃ）へと変化していくものとする（図２参照）。基板の処理を開始した当初においては、基板１枚当たりのエッチング液の持ち出し量として予め設定入力された値（Ｄ）を用いてエッチング液の持ち出し量の算出が行われる。基板の処理枚数が増えて、貯留タンク３０内に付設された上部液面センサ５０ａがＯＮからＯＦＦに変化する（Ｖ＜Ｂとなる）と、その信号を受けて装置管理用のパソコン５２により、Ｄ＝〔（Ａ−Ｂ）＋（当該時点までに補充された薬液の総量）〕／（当該時点までに処理された基板の枚数）の計算式に基づいた演算が行われる。この演算によって算出されるＤの値は、基板の処理中に基板Ｗ上に残留して基板Ｗと一緒に処理槽１８外へ持ち出されるエッチング液の量と蒸発によって自然に失われるエッチング液の量とを含んだものである。この算出された値（Ｄ）を基板１枚当たりのエッチング液の持ち出し量として再設定する。さらに基板の処理枚数が増えて、貯留タンク３０内に付設された下部液面センサ５０ｂがＯＮからＯＦＦに変化する（Ｖ＜Ｃとなる）と、その信号を受けて装置管理用のパソコン５２により、Ｄ＝〔（Ａ−Ｃ）＋（当該時点までに補充された薬液の総量）〕／（当該時点までに処理された基板の枚数）の計算式に基づいた演算が行われる。そして、この算出された値（Ｄ）を基板１枚当たりのエッチング液の持ち出し量として再々設定する。このように、基板１枚当たりの処理液の持ち出し量（Ｄ）を再設定することにより、エッチング液の濃度管理をより正確に行うことができる。
【００４１】
上記した実施形態では、エッチング液中の硝酸濃度を測定し、循環経路を通して循環するエッチング液に硝酸および酢酸を補充する例について説明したが、硝酸だけでなく酢酸の濃度も測定するようにしてもよいし、また、エッチング液は硝酸、酢酸、リン酸および純水の混合溶液に限らず、さらに、薬液の補充方法も上記実施形態で説明したものに限らない。また、上記実施形態では、基板をエッチング処理する場合について説明したが、それ以外の基板処理にも、この発明は広く適用し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明の実施形態の１例を示し、処理液の濃度管理装置を備えた基板処理装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示した基板処理装置の構成要素の１つである貯留タンクの模式図である。
【図３】図１に示した基板処理装置を使用したエッチング処理におけるエッチング液の濃度管理動作について説明するためのフローチャートである。
【図４】図１に示した基板処理装置を使用してエッチング液の濃度管理を行う場合におけるエッチング液の持ち出し量の算出において、基板１枚当たりの処理液の持ち出し量を再設定する方法について説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
１０  エッチング処理部
１２  装置本体
１４  濃度モニタ
１６  エッチング液の濃度管理装置
１８  処理槽
２４  搬送ローラ
２６  吐出ノズル
２８  エッチング液の回収用配管
３０  貯留タンク
３２  エッチング液の供給用配管
３４  供給ポンプ
３６  エッチング液
３８  循環用配管
４０  循環ポンプ
４２  補充用配管
４４  薬液補充ユニット
４６  サンプリング用配管
４８  濃度管理用のパソコン
５０ａ  上部液面センサ
５０ｂ  下部液面センサ
５２  装置管理用のパソコン
Ｗ  基板
Ａ  貯留タンクの全容量
Ｂ  貯留タンクの最大容量
Ｃ  貯留タンクの最小容量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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