JP2001127034A

JP2001127034A - 基板処理装置

Info

Publication number: JP2001127034A
Application number: JP30441299A
Authority: JP
Inventors: Eiji Okuno; 英治奥野; Sekibun Asa; 籍文麻
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1999-10-26
Filing date: 1999-10-26
Publication date: 2001-05-11
Anticipated expiration: 2019-10-26
Also published as: JP3798201B2

Abstract

(57)【要約】【課題】処理液中の気泡を早急かつ確実に検出すること
で、基板の処理むらの発生および基板の汚染を未然に防
止することができる基板処理装置、または、ベローズの
破損を早急かつ確実に検出することで、基板の処理むら
の発生および基板の汚染を未然に防止することができる
基板処理装置を提供する。【解決手段】液配管２０に設けられた光学式センサ５０
は、液配管２０に向けて光Ｌを発する投光部５１と、投
光部５１から発せられて処理液流通配管２０を透過した
光Ｌを受ける受光部５２を有し、液配管２０内の処理液
に含まれる気泡を検出するものである。そして、この投
光部５１から発せられて液配管２０を透過した光Ｌは、
液配管２０内の液流れ方向Ｆに沿って広がる幅を持つほ
ぼ平板状の光となっている。

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、ＰＤＰ（プラズマディスプレ
イパネル）用ガラス基板、あるいは、磁気ディスク用の
ガラス基板やセラミック基板などの各種の被処理基板に
対して１枚ずつまたは複数枚一括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】超ＬＳＩ（大規模集積回路）の製造工程
においては、たとえば、半導体ウエハ（以下、単に「ウ
エハ」という。）の表面を洗浄液を用いて洗浄する洗浄
処理工程や、ウエハの表面をエッチング液を用いてエッ
チングするウエットエッチング処理工程などがある。こ
れらの工程では、たとえば、スピンチャックに保持され
て回転するウエハの表面や裏面に、純水や薬液などの処
理液を供給するようにした基板処理装置が用いられる。

【０００３】このような基板処理装置においては、スピ
ンチャック等の基板保持機構に保持されたウエハ表面に
ノズルから処理液を供給することによって、ウエハが洗
浄またはエッチングされる。ノズルに供給すべき処理液
は、処理液タンクから、所定の処理液パイプを介して導
かれる。処理液の圧送のために、処理液パイプにはベロ
ーズポンプが介装されている。

【０００４】ここで、このベローズポンプの構造につい
て、図６を用いて簡単に説明する。このベローズポンプ
１は、たとえば、１つのベローズが伸縮することによっ
て液体を圧送する構成のシングルベローズ型のベローズ
ポンプである。ベローズポンプ１は、シリンダ室１Ａ内
のエア室ＡＣへの駆動エアの供給によって、ベローズ１
Ｂを収縮させ、これにより、処理液パイプ２Ａを介して
ノズルに向けて処理液を圧送する一方、ベローズ１Ｂに
関連して設けられたばね（図示せず）の反力によってベ
ローズ１Ｂを伸長させ、その際に、処理液パイプ２Ｂを
介して処理液タンクからの処理液をベローズ１Ｂの内部
の処理液室ＲＣに取り込むように構成されている。な
お、ベローズ１Ｂを収縮させるときには、三方弁Ｖの切
替えによってエア室ＡＣには駆動エアが供給され、エア
室ＡＣ内部は大気圧以上の気圧となっており、ベローズ
１Ｂを伸長させるときには、三方弁Ｖの切替えによって
エア室ＡＣは大気開放されて、エア室ＡＣ内部はほぼ大
気圧の状態となっている。

【０００５】また、ノズル側の処理液パイプ２Ａの途中
には、処理液室ＲＣから離れる方向にのみ処理液を流通
させる逆止弁ＲＶ１が介装され、処理液供給タンク側の
処理液パイプ２Ｂの途中には、処理液室ＲＣへ向かう方
向にのみ処理液を流通させる逆止弁ＲＶ２が介装されて
いる。これら逆止弁ＲＶ１およびＲＶ２の作用により、
ベローズ１Ｂが伸縮を繰り返せば、処理液タンクからノ
ズルに向けて処理液を圧送することができるようになっ
ている。

【０００６】ここで、ベローズポンプ１のベローズ１Ｂ
は、たとえば、フッ素樹脂製であり、耐用年数が１ない
し３年である。したがって、ベローズ１Ｂは、使用期間
長が耐用年数に達する以前に定期的に交換されるのが通
常である。しかし、場合によっては、周囲の温度環境、
処理液による腐食、あるいは処理液中の異物等が原因
で、耐用年数以前にベローズが破損する場合もあり、そ
の交換時期を早急かつ正確に予測することが望まれる。

【０００７】一方、ベローズポンプ１のベローズ１Ｂが
破損すると、ベローズ駆動用の駆動エアが処理液パイプ
２Ａに入り込んで、処理液中に大量の気泡が混入される
こととなる。このような場合、処理液流量が通常時（ベ
ローズ１Ｂの破損が無い時）の流量よりも減少して不安
定になるため、ウエハＷの洗浄処理またはエッチング処
理にむらが生じてしまうことがある。また、駆動エア中
の不純物等が処理液中に混入されるため、ウエハＷが汚
染されたり、基板処理装置自体が汚染されてしまうこと
がある。したがって、処理液への気泡の混入の原因とな
るベローズ１Ｂの破損を早急かつ正確に検知して、速や
かにウエハＷの処理を停止し、処理に不具合が生じたウ
エハＷをその後の処理工程に送らないようにしなければ
ならない。

【０００８】そこで、従来では、図６に示すような、ベ
ローズポンプ１のエア室ＡＣ内の底部に設けられた電極
３によって、ベローズ１Ｂの破損を検出していた。すな
わち、ベローズ１Ｂが破損し、処理液室ＲＣ内の処理液
がエア室ＡＣに漏洩すると、エア室ＡＣの底部に処理液
が溜まるが、この溜まった処理液によって電極３が導通
されたことを検知して、ベローズ１Ｂの破損を検出して
いた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のように
エア室ＡＣ内の電極３でベローズ１Ｂの破損を検出する
場合には、ベローズ１Ｂの破損を早急かつ正確に検出す
ることができない場合があるという重大な問題があっ
た。

【００１０】たとえば、ベローズポンプ１が継続して運
転している時には、エア室ＡＣ内への処理液の漏洩はお
こりにくいので、ベローズ１Ｂの破損を早急かつ正確に
検出することができない場合があった。すなわち、ベロ
ーズ１Ｂが収縮している時には、エア室ＡＣ内には高い
圧力を持った駆動エアが供給されており、エア室ＡＣ内
の圧力の方が処理液室ＲＣ内の圧力よりも高くなってい
るので、処理液室ＲＣ内からエア室ＡＣ内への処理液の
漏洩は起こりにくい。また、ベローズ１Ｂが伸長してい
る時には、処理液室ＲＣは急激に体積が膨張して負圧と
なっており、エア室ＡＣ内の圧力（ほぼ大気圧）の方が
処理液室ＲＣ内の圧力よりも高くなっているので、この
時も、エア室ＡＣ内への処理液の漏洩は起こりにくい。

【００１１】また、たとえば、ベローズポンプ１の運転
が停止している時であっても、ベローズ１Ｂが収縮して
いれば、ベローズ１Ｂの破損部分（クラック）が閉じら
れた状態となっているので、エア室ＡＣ内への処理液の
漏洩は起こりにくい。

【００１２】したがって、エア室ＡＣ内へ処理液が漏洩
し、ベローズポンプ１Ｂの破損を早急かつ確実に検出で
きるのは、ベローズポンプ１の運転が停止しており、か
つベローズ１Ｂが伸長している状態の場合のみである。
しかしながら、さらにこのような場合であっても、ベロ
ーズ１Ｂの破損によって漏洩する処理液の量が比較的少
量である場合には、エア室ＡＣ内に漏れた処理液は、電
極３に接触する前に湿度の低い駆動エアによってすぐに
乾燥してしまい、ベローズ１Ｂの破損を検出することが
できない場合もある。

【００１３】一方、上述のようなベローズ１Ｂの破損等
によって発生する処理液中の気泡を直接的に検出するの
が好ましいと思われるが、そのような気泡の検出を早急
かつ確実に行えるような検出機構は従来においては存在
しなかった。すなわち、ストレートビーム式の光学式セ
ンサや静電容量センサなどの検出機構によって気泡を検
出しようとしても、特に気泡の発生量が比較的少ない場
合などに、気泡の検出が不安定でしばしば誤検出を生じ
ていた。

【００１４】そこで、本発明の目的は、上述の技術的課
題を解決し、処理液中の気泡を早急かつ確実に検出する
ことで、基板の処理むらの発生および基板の汚染を未然
に防止することができる基板処理装置を提供することで
ある。また、本発明のもう一つの目的は、ベローズの破
損を早急かつ確実に検出することで、基板の処理むらの
発生および基板の汚染を未然に防止することができる基
板処理装置を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの請求項１記載の発明は、処理液を用いて基板を処理
する基板処理装置において、処理液が内部を流通する処
理液流通配管と、この処理液流通配管の近傍に設けら
れ、少なくとも、処理液流通配管内の処理液の流れ方向
に幅を持つ光を処理液流通配管に向けて発する投光部、
および、処理液流通配管を挟んで投光部に対向する位置
に設けられ、投光部から発せられて処理液流通配管を透
過した上記処理液の流れ方向に幅を持つ光を受ける受光
部を有し、上記処理液流通配管内の処理液に含まれる気
泡を検出する光学式検出機構と、を備えたことを特徴と
する基板処理装置である。

【００１６】この構成によれば、少なくとも、処理液の
流れ方向（以下、液流れ方向という）に幅を持つ光を発
する投光部と、この投光部から発せられて処理液流通配
管を透過した上記液流れ方向に幅を持つ光を受ける受光
部とを有する光学式検出機構によって、処理液流通配管
内の気泡を早急かつ正確に検出できる。すなわち、光学
式検出機構は、液流れ方向に広がる範囲で気泡を監視し
ているので、受光部での光のサンプリング間隔が比較的
長かったとしても、液流れ方向に流れ去ろうとする気泡
を見逃さずに確実に検出することができる。また、広い
範囲で同時に多数の気泡を監視しているので、その検出
結果は平均化されて安定した結果となる。

【００１７】また、処理液中の気泡の発生は、ベローズ
ポンプのベローズの破損による場合のほか、処理液自体
の発泡によって生じる場合があり、請求項１記載の発明
はこのような場合にも広く適用可能である。なお、この
処理液自体の発泡は、処理液の液圧低下に伴うキャビテ
ーションや処理液に含まれる化学物質自体の発泡などが
原因となって生じる。

【００１８】以上のことから、処理液中の気泡を早急か
つ確実に検出できるので、処理液の流量が不安定となっ
て基板の処理にむらが生じることを未然に防止でき、ま
た、処理液中への不純物の混入による基板の汚染を未然
に防止することができる。

【００１９】なお、「処理液の流れ方向に幅を持つ光」
とは、請求項３記載の発明のような処理液の流れ方向に
沿って広がる幅を持つほぼ平板状の光（いわゆるフラッ
トビーム）であってもよく、また、所定の幅と厚みを持
つほぼ断面矩形状の光やほぼ断面楕円状の光であっても
よい。すなわち、断面が点であるような線状の光ではな
く、少なくとも、処理液の流れ方向に幅を持つ光であれ
ばなんでもよい。

【００２０】また、投光部から発せられる光が、液流れ
方向に幅を持つ光以外の光をも含んでいてもよく、この
ような場合には、受光部において、この投光部からの光
のうちの液流れ方向に幅を持つ光を選択して受けるよう
にすればよい。さらに、この投光部からの光の色は何で
も良く、赤色光や緑色光であってもよく、また赤外光で
あってもよい。ただし、正確に気泡を検出するために
は、処理液と同色の光を使用するのは避けたほうが好ま
しい。さらには、この投光部からの光は、ＬＥＤ光など
の指向性の低い光であってもよいし、レーザー光などの
指向性の高い光であってもよい。

【００２１】また、請求項２記載の発明のように、請求
項１記載の発明において、投光部から発せられて処理液
流通配管を透過し、受光部で受けられる光は、処理液の
流れ方向の幅が処理液の流れ方向に直交する方向の幅よ
りも長い断面を持つ光であるのがよい。すなわち、上述
したようなフラットビーム、長手方向が液流れ方向にほ
ぼ一致する断面矩形状の光、および長径方向が液流れ方
向にほぼ一致する断面楕円状の光などのうちのいずれか
であるのがよい。これによれば、所定の太さの処理液流
通配管内を流通する処理液の流れ方向において、より広
い範囲で気泡を捕捉できることから、気泡を見逃すこと
なく安定して検出できるので、気泡の検出精度が向上す
る。

【００２２】さらに、請求項３記載の発明のように、請
求項２記載の発明において、投光部から発せられて処理
液流通配管を透過し、受光部で受けられる光は、処理液
の流れ方向に沿って広がる幅を持つほぼ平板状の光であ
るのがよい。これによれば、光の厚みが薄いので、処理
液流通配管の内径が特に小さいような場合であっても、
光を処理液流通配管の内径部分に対して無駄なく効率的
に照射することができ、気泡の検出精度が向上する。

【００２３】また、請求項４記載の発明のように、請求
項１ないし３のいずれかに記載の発明において、処理液
流通配管の一方端に接続された流出口を有し、ベローズ
に隣接して設けられた気室に収容される気体の圧力によ
ってベローズを伸縮させて、流出口から処理液流通配管
へ処理液を送出するベローズポンプをさらに備えた基板
処理装置であってもよい。このように、請求項１ないし
３のいずれかに記載した光学式検出機構を、ベローズポ
ンプの流出口に接続された処理液流通配管に設ければ、
処理液中の気泡を確実に検出することで、ベローズポン
プのベローズの破損検出をも確実に行うことができ、ベ
ローズ破損時のベローズポンプの交換を早期に実施する
ことができる。したがって、基板の処理むらの発生およ
び基板の汚染を未然に防止することができる。

【００２４】なお、上述のように、処理液中の気泡の発
生は、ベローズポンプのベローズの破損のほか、キャビ
テーションや化学物質などによる処理液自体の発泡によ
っても生じる。この場合、通常は、処理液自体の発泡に
よる気泡の発生量に比べて、ベローズの破損による気泡
の発生量は多いため、たとえば、光学式検出機構の気泡
検出の判断基準値（以下、閾値という）の調整により、
ベローズの破損に起因する気泡と処理液自体の発泡に起
因する気泡とを区別することもできる。

【００２５】また、請求項５記載の発明は、処理液を用
いて基板を処理する基板処理装置において、処理液が内
部を流通する処理液流通配管と、この処理液流通配管の
一方端に接続された流出口を有し、ベローズに隣接して
設けられた気室に収容される気体の圧力によってベロー
ズを伸縮させて、流出口から処理液流通配管へ処理液を
送出するベローズポンプと、処理液流通配管の近傍に設
けられ、処理液流通配管に向けて超音波振動を発する発
振部、および処理液流通配管を挟んで発振部に対向する
位置に設けられ、発振部から発せられて処理液流通配管
を通過した超音波振動を受ける受振部を有し、上記処理
液流通配管内の処理液に含まれる気泡を検出する超音波
式検出機構と、を備えたことを特徴とする基板処理装置
である。

【００２６】この構成によれば、請求項４記載の発明と
同様に、処理液中の気泡を早急かつ確実に検出すること
で、ベローズポンプのベローズの破損検出をも早急かつ
確実に行うことができ、ベローズポンプの交換を早期に
実施することができる。したがって、基板の処理むらの
発生および基板の汚染を未然に防止することができる。
またさらに、この請求項５記載の発明によると、超音波
を用いて気泡を検出しているので、処理液の色や透明度
の影響を受けず、処理液が濃い色を呈しているものや不
透明なものであっても適用できる。また、処理液流通配
管の透明度も影響を受けないので、処理液流通配管が光
を透過しない不透明のもの、たとえば不透明の樹脂配管
や金属配管でも適用可能である。さらには、固形状やゲ
ル状の異物が、処理液流通配管中を通過したり、あるい
は処理液流通配管の内壁面に付着していたとしても、そ
の異物を気泡と誤認して検出することがないので、ベロ
ーズの破損検出を正確に行うことができる。なお、請求
項４記載の発明と同様に、超音波式検出機構の閾値の調
整により、ベローズの破損に起因する気泡と処理液自体
の発泡に起因する気泡とを区別することも可能である。

【００２７】また、請求項６記載の発明のように、処理
液流通配管の周囲に設けられ、処理液流通配管に接する
液体を貯留する液体貯留室をさらに備え、上記発振部お
よび受振部は、この液体貯留室を挟む位置に設けられる
ようにするのがよい。このようにすれば、液体貯留室内
の液体は、超音波振動を効率よく伝達する性質を持つた
め、発振部からの超音波振動を受振部へと確実に伝達さ
せることができ、気泡の検出をさらに確実に行い、ベロ
ーズの破損を正確に検出することができる。

【００２８】なおここで、請求項１〜５に記載の「処理
液」とは、基板を処理するための液体であればなんでも
よく、たとえば、基板の表面を洗浄あるいはエッチング
処理するための純水、または薬液（たとえば、フッ酸、
硫酸、塩酸、硝酸、酢酸、燐酸、クエン酸、アンモニ
ア、または過酸化水素水などを含む溶液）などの液体で
あってもよい。あるいは、基板の表面に感光性のレジス
ト膜を形成するためのレジスト液や、基板表面に形成さ
れた感光性レジスト膜を剥離するための剥膜液であって
もよい。

【００２９】さらに、請求項４〜６に記載の「ベローズ
ポンプ」とは、従来例としての図２に示したシングル型
のベローズポンプであってもよいし、このシングル型の
ベローズポンプを２つ組合せたような構成であって、そ
れぞれのベローズを交互に駆動させることで脈動が少な
い状態で処理液を圧送することのできるダブルベローズ
型のベローズポンプであってもよい。

【００３０】

【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。

【００３１】図１は、この発明の第１の実施形態に係る
基板処理装置の構成を示す概略図である。この基板処理
装置では、スピンチャックＳＣに保持されて回転するウ
エハＷにノズルＮからフッ酸（ＨＦ）などの処理液を供
給することによって、ウエハＷ表面に洗浄処理やエッチ
ング処理が施される。ノズルＮに供給すべき処理液は、
処理液タンク１０から液配管２０を介して導かれる。処
理液の圧送のために、液配管２０にはベローズポンプ３
０が介装されている。さらに、液配管２０には、処理液
の流量を計測する流量計２１、処理液中の異物を除去す
るためのフィルタ２２、処理液の流量を調整するための
流量調整弁２３、および処理液の供給を開始／停止する
ためのエア弁２４が介装されている。そして、エア弁２
４とノズルＮとの間には、液配管２０を通る処理液の圧
力を検出するための圧力センサ２５が設けられている。
この圧力センサ２５の出力を監視することにより、エア
弁２４による処理液供給の開始／停止の状況をモニタす
ることができる。

【００３２】液配管２０において、フィルタ２２と流量
調整弁２３との間（すなわち、ベローズポンプ３０とノ
ズルＮとの間）の位置からは、エア弁２４が閉成状態で
あるときに、処理液を処理液タンク１０に帰還させるた
めの循環用配管４０が分岐している。この循環用配管４
０の途中部には、エア弁２４が開成状態のときに閉成状
態に制御され、エア弁２４が閉成状態のときには開成状
態に制御されるエア弁４１が介装されている。循環用配
管４０にはまた、処理液タンク１０に帰還される処理液
の流量を調整するための流量調整弁４２が介装されてい
る。

【００３３】また、ベローズポンプ３０と流量計２１と
の間の液配管２０には、処理液の温度を一定に保持する
ための温度調整手段としての熱交換器２６が付属してい
る。ここで、ベローズポンプ３０は継続して運転されて
おり、そのため、エア弁２４が閉成されて処理液をノズ
ルＮから吐出しないときには、エア弁４１が開成されて
上記の循環用配管４０を介して処理液タンク１０に処理
液が帰還される。これにより、処理液をノズルＮから吐
出しないときには、処理液を熱交換器２６を通って循環
させることができ、処理液タンク１０から液配管２０と
循環用配管４０との接続部分に至るまでの液配管２０内
において、処理液の温度を最適値に保持することができ
る。

【００３４】ここで、ベローズポンプ３０は、従来の図
６に示したシングルベローズ型のベローズポンプ１と同
様のもの（ただし、必ずしも電極３を備える必要はな
い）が用いられていてもよいし、また、図２に示される
ようなダブルベローズ型のベローズポンプ３０を用いて
もよい。このダブルベローズ型のベローズポンプ３０
は、図６に示したシングル型のベローズポンプ１を２つ
組合せたような構成であって、それぞれのベローズを交
互に駆動させることで脈動が少ない状態で処理液を圧送
することのできるようになっている。

【００３５】図２を用いてベローズポンプ３０の構成を
詳しく説明すると、このベローズポンプ３０は、それぞ
れシングル型のベローズポンプと同様の構成を持つ一対
のベローズ部分３３および３４を有している。そして、
ベローズポンプ３０は、対向して配置された一対のシリ
ンダ室３３Ａおよび３４Ａを有しており、各シリンダ室
３３Ａ，３４Ａ内には、ベローズ３３Ｂ，３４Ｂがそれ
ぞれ配置されている。シリンダ室３３Ａ，３４Ａの内部
空間はそれぞれエア室ＡＣ１，ＡＣ２となっており、こ
の一対のエア室ＡＣ１，ＡＣ２内には、電磁弁ＳＶを介
して駆動エアが交互に供給され、また、一対のエア室Ａ
Ｃ１，ＡＣ２内の空気は、電磁弁ＳＶを介して交互に大
気開放されるようになっている。すなわち、エア室ＡＣ
１内に駆動エアが供給されるときには、エア室ＡＣ２内
の駆動エアが大気開放され、エア室ＡＣ２内に駆動エア
が供給されるときには、エア室ＡＣ１内の駆動エアが大
気開放される。ベローズ３３Ｂ，３４Ｂの端部は、連結
部材３５（図２の２点鎖線で示す）によって連結されて
おり、一方のベローズの伸長と他方のベローズの収縮と
が同期するようになっている。

【００３６】ベローズ３３Ｂ，３４Ｂ内部の処理液室Ｒ
Ｃ１，ＲＣ２は、処理液タンク１０側の液配管２０が接
続されて処理液タンク１０からの処理液が導かれる処理
液流入路３６，３７にそれぞれ連通している。この処理
液流入路３６，３７には、処理液タンク１０への逆流を
防止する逆止弁ＲＶ３，ＲＶ４がそれぞれ介装されてい
る。また、処理液室ＲＣ１，ＲＣ２は、ノズルＮ側の液
配管２０が接続されてノズルＮに向けて処理液を流出す
る処理液流出路３８，３９にそれぞれ連通している。こ
の処理液流出路３８，３９には、ノズルＮ側への処理液
の流出のみを許容する逆止弁ＲＶ５，ＲＶ６がそれぞれ
介装されている。なお、液配管２０と処理液流出路３
８，３９との接続部分付近が流出口３１となっており、
液配管２０と処理液流入路３６，３７との接続部分付近
が、流入口３２となっている。

【００３７】電磁弁ＳＶは、たとえば４ポート・２ポジ
ション型の電磁弁であり、シリンダ室３３Ａのエア室Ａ
Ｃ１内の空気を大気開放するとともに、シリンダ室３４
Ａのエア室ＡＣ２に駆動エアを供給する第１位置（左位
置：図示の位置）と、シリンダ室３３Ａのエア室ＡＣ１
内に駆動エアを供給するとともに、シリンダ室３４Ａの
エア室ＡＣ２内の空気を大気開放する第２位置（右位
置）とをとることができる。この電磁弁ＳＶには、図示
しない駆動エア供給源から圧力調整弁などによって圧力
制御された駆動エアが供給されるようになっている。

【００３８】以上のような構成により、ベローズポンプ
３０は、ベローズ３３Ｂ，３４Ｂを交互に伸縮させるこ
とで、処理液タンク１０側の液配管２０からノズルＮ側
の液配管２０へと脈動が少ない状態で処理液を送出する
ことができるようになっている。

【００３９】次に、図１に示したように、液配管２０の
ベローズポンプ３０の流出口３１近傍には、光学式セン
サ５０が設けられており、液配管２０中の処理液の気泡
を検出できるようになっている。また、液配管２０の少
なくとも光学式センサ５０が取付けられる部分は、光学
式センサ５０からの光を透過可能なように、透明（無色
透明または有色透明）となっている。ちなみに、液配管
２０の内径は、たとえば６ｍｍ程度であり、比較的細い
（小さい）ものである。

【００４０】ここで、この光学式センサ５０の構成につ
いて、図３の斜視図を用いて簡単に説明する。この光学
式センサ５０は、液配管２０の近傍に設けられ、液配管
２０に向けてこの液配管２０内の処理液の流れ方向Ｆ
（以下、液流れ方向Ｆという）に広がる幅を持つほぼ平
板状の光Ｌを発する投光部５１と、液配管２０を挟んで
投光部５１に対向する位置に設けられ、投光部５１から
発せられて液配管２０を透過したほぼ平板状の光Ｌを受
ける受光部５２と、投光部５１から発せられる光Ｌを生
成したり、受光部５２で受けられる光Ｌの量をサンプリ
ングしたりする光生成検出部５３と備えている。また、
この光学式センサ５０には、光生成検出部５３と投光部
５１とを接続する光ファイバ５１ｆと、光生成検出部５
３と受光部５２とを接続する光ファイバ５２ｆとが設け
られている。なお、液配管２０はほぼ垂直に設置されて
おり、また、液流れ方向Ｆは、この液配管２０中におい
て下から上へと向かう方向となっている。

【００４１】ここで、投光部５１は、ほぼ長方形板状の
部材からなっており、この投光部５１の液配管２０に対
向する面には、このほぼ平板状の光Ｌを発射するスリッ
ト状の投光窓５１ａが設けられている。また、この投光
部５１の内部には、入光された光を分散して屈曲させて
広い幅を持つほぼ平板状の光Ｌに変換するプリズムおよ
び反射鏡（図示せず）が設けられている。

【００４２】そして、受光部５２は、ほぼ長方形板状の
部材からなっており、この受光部５２の液配管２０に対
向する面には、光Ｌを受けるスリット状の受光窓５２ａ
が設けられている。また、この受光部５２の内部には、
この受光窓５２ａで受けた光Ｌを集光して屈曲させるす
るプリズムおよび反射鏡（図示せず）が設けられてい
る。

【００４３】これらの構成により、投光部５１は、ほぼ
平板状の光Ｌを発することができ、受光部５２は、投光
部５１から発せられて液配管２０を透過したほぼ平板状
の光Ｌを受けることができるようになっている。なお、
投光部５１から発せられる光Ｌは、たとえば、比較的波
長の長い赤色を呈している。

【００４４】一方、投光部５１および受光部５２の液配
管２０への取付けは、取付けベース５４と取付けプレー
ト５５との間に、液配管２０、投光部５１、および受光
部５２を挟持することによって達成されている。たとえ
ば、この挟持は、以下のようにして達成される。

【００４５】まず、投光部５１および受光部５２を、そ
れぞれ取付けベース５４の同一平面上の取付け面５４
ａ，５４ｂに各々２本ずつの取付けネジ（図示せず）に
よって取付ける。なお、このとき、この各々２本ずつ
（計４本）の取付けネジは、投光部５１および受光部５
２の取付け穴Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４に挿通された上
で、それぞれ、取付けベース５４に形成されたメネジｍ
１，ｍ２，ｍ３，ｍ４にねじ込まれる。次に、液配管２
０を、取付けベース５４の丸溝５４ｃに嵌め合わせると
ともに、取付けプレート５５の丸溝５５ａに嵌め合わせ
た状態で、取付けプレート５５を取付けベース５４に４
本の取付けネジ（図示せず）によって取付ける。なお、
このとき、この４本の取付けネジは、取付けプレート５
５の取付け穴Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４に挿通された上
で、それぞれ、取付けベース５４に形成されたメネジｎ
１，ｎ２，ｎ３，ｎ４にねじ込まれる。また、このと
き、液配管２０は取付けベース５４と取付けプレート５
５とに挟まれて、その直径方向に若干押し潰された状態
で挟持されるようになっている。

【００４６】このようにして投光部５１および受光部５
２を液配管２０へ取付けることで、ほぼ平板状の光Ｌ
は、液配管２０内の液流れ方向Ｆに沿って広がる幅を持
つ光、言い換えれば、液配管２０の長さ方向に沿って広
がる幅を持つ光となっている。また、この取り付けによ
り、平板状の光Ｌは液配管２０の中心軸Ｏを通過するよ
うにされており、液配管２０内の液流れ方向Ｆに直行す
る方向において、気泡の捕捉範囲をできるだけ大きくす
る工夫がなされている。ただし、必ずしも、平板状の光
Ｌがこの中心軸Ｏを通過する必要は無く、液配管２０の
内径の範囲内を通過するようにすればよい。。

【００４７】ここで、光生成検出部５３は、光を生成し
て光ファイバ５１ｆを経由させて投光部５１へ送り出す
機能と、受光部５２で受けられて光ファイバ５２ｆを経
由してきた光量（以下、受光量という）をサンプリング
する機能とを有している。これにより、光生成検出部５
３で生成された光は、光ファイバ５１ｆ経由で投光部５
１に到達し、投光部５１の投光窓５１ａからの光Ｌとな
って液配管２０に向けて発せられる。また、投光部５１
の投光窓５１ａから発せられて液配管２０を通過した光
Ｌは、受光部５２の受光窓５２ａで受けられ、光ファイ
バ５２ｆ経由で光生成検出部５３に到達してその受光量
が所定のサンプリング間隔でサンプリングされるように
なっている。

【００４８】ここで、この光生成検出部５３でサンプリ
ングされる受光量は、液配管２０内を流通する処理液に
含まれてる気泡量が多いほど、減少する。これは、処理
液中の気泡が、投光部５１の投光窓５１ａから発せられ
た光Ｌを受光部５２の受光窓５２ａに向かう方向と異な
る方向に屈折させ散乱させるため、受光部５２の受光窓
５２ａに到達する光Ｌの光量を減少させるからである。
すなわち、処理液中に気泡が含まれていないか比較的少
ない場合には、受光量は、投光部５１から発せられる光
量（以下、発光量という）にほぼ等しい状態となって、
大きな値を示し、また、処理液中に気泡が比較的大量に
存在する場合には、受光量は、著しく減少して、小さい
値を示す。

【００４９】また、光生成検出部５３内にはさらに検出
回路（図示せず）が設けられており、この検出回路は、
受光部５２で受けられて光生成検出部５３でサンプリン
グされた受光量に基づいて、気泡有りの検出信号（以
下、気泡検出信号という）を基板処理装置の制御部Ｃに
出力する。なお、この検出回路は、たとえば、発光量に
対する受光量の比率や、これら発光量と受光量との差に
基づいて、気泡検出信号を基板処理装置の制御部Ｃに出
力するものでもよい。

【００５０】ではここで、光生成検出部５３や制御部Ｃ
での制御動作について説明する。たとえば、光生成検出
部５３は、図４（ａ）のフローチャートに示すような制
御を行い、制御部Ｃは、図４（ｂ）のフローチャートに
示すような制御を行う。すなわち、光生成検出部５３
は、光ファイバ５２ｆ経由で受けた受光量をサンプリン
グし（ステップＳ１）、受光量が所定の基準値（以下、
閾値という）以下かどうかを判断する（ステップＳ
２）。そして、受光量が閾値を超えている場合には、所
定のサンプリング間隔時間の経過後に再度、ステップＳ
１を実行して受光量のサンプリングを行い、受光量が閾
値以下である場合には、制御部Ｃへ気泡検出信号を送る
（ステップ３）。

【００５１】一方、制御部Ｃは、通常は、図１を用いて
既に説明したように、ウエハＷを保持しているスピンチ
ャックＳＣを回転させつつ、そのウエハＷに処理液を供
給したりする通常処理を行っている（ステップＴ１）。
その一方で、制御部Ｃは、光生成検出部５３から気泡検
出信号が送られてきたかどうかも判断しており（ステッ
プＴ２）、気泡検出信号が送られてきていない場合に
は、ステップＴ１を実行して通常処理を継続して実行す
るが、気泡検出信号が送られてきた場合には、異常処理
を行う（ステップＴ３）。この異常処理では、たとえ
ば、警報を発して基板処理装置周辺の作業者に異常を報
知したり、基板処理装置を停止させたりするなどの処理
が行われる。

【００５２】なおここで、基板処理装置の停止とは、た
とえば、基板処理装置への新たな基板の搬入を停止させ
たり、基板処理装置で処理中であった基板の基板処理装
置外への搬出を停止させたりすることである。そして、
実際にこの異常処理が起こった場合には、ベローズポン
プ３０のベローズ３０Ｂの破損等を作業者が確認し、ベ
ローズ３０Ｂの破損があった場合にはベローズ３０Ｂの
交換作業が行われるなどして、基板処理装置の復旧作業
が行われる。

【００５３】なお、光生成検出部５３にはまた、受光量
の閾値を調整するためのボリューム（図示せず）や、受
光量やその閾値などを表示させることのできる表示部
（図示せず）などが備えられており、作業者が表示部を
見ながらボリュームを操作することで、受光量の閾値を
所望の値に調整することができるようになっている。ま
た、表示部に表示される受光量やその閾値は、たとえ
ば、光生成検出部５３の検出回路での受光量サンプリン
グの分解能を１としたときの相対受光量で示される。

【００５４】ここで、上述した光生成検出部５３は、一
般にはセンサアンプと呼ばれており、実際には、光生成
検出部５３内部にある発光素子が、この発光素子に供給
された電気エネルギー（電圧または電流）を光エネルギ
ーに変換して光を生成し、また、光生成検出部５３内部
にある受光素子が、受けた光の光エネルギーを電気エネ
ルギー（電圧または電流）に変換して、この電圧値また
は電流値を読み取ってサンプリングしている。したがっ
て、この光生成検出部５３において実際にサンプリング
される受光量は電圧値または電流値として認識されてい
る。

【００５５】以上のような光学式センサ５０を用いた第
１の実施形態によると、投光部５１から発せられて液配
管２０を透過して受光部５２で受けられたほぼ平板状の
光Ｌは、液配管２０内の液流れ方向Ｆに幅を持つことと
なる。このため、液流れ方向Ｆに広がる範囲で気泡を監
視しているので、光生成検出部５３の検出回路での受光
量のサンプリング間隔が比較的長かったとしても、液流
れ方向Ｆに流れ去ろうとする気泡を見逃さずに確実に検
出することができる。また、広い範囲で同時に多数の気
泡を監視しているので、その検出結果は平均化されて安
定した結果となる。このようにして処理液中の気泡を確
実に検出すれば、処理液の流量が安定して、ウエハＷの
洗浄やエッチングなどの処理にむらが生じることを未然
に防止でき、また、処理液中への不純物の混入を抑え
て、ウエハＷや基板処理装置自体の汚染を未然に防止す
ることができる。

【００５６】さらに、このようにしてベローズポンプ３
０の流出口３１に接続された液配管２０を流通する処理
液中の気泡を確実に検出することで、ベローズポンプ３
０のベローズ３０Ｂが破損したことを確実に知ることが
でき、ベローズポンプ３０の交換を早期に実施すること
ができる。

【００５７】また、このようなベローズ３０Ｂの破損に
よって処理液中に気泡が発生する他、処理液の液圧低下
に伴うキャビテーションや処理液に含まれる化学物質自
体の発泡などの処理液自体の発泡によっても処理液中に
気泡が発生する場合がある。このような場合であって
も、処理液中の気泡を早急かつ確実に検出することがで
きる。さらに、通常は、上述の処理液自体の発泡による
気泡の発生量に比べてベローズ３０Ｂの破損による気泡
の発生量は多くなるため、たとえば、光学式センサ５０
の光生成検出部５３のボリュームによって、受光量の閾
値をこれらの気泡の発生量の中間に対応する値に設定す
れば、ベローズ３０Ｂの破損に起因する気泡と処理液自
体の発泡に起因する気泡とを区別することもできる。

【００５８】次に、この発明の第２の実施形態に係る基
板処理装置について説明する。なお、この第２の実施形
態に係る基板処理装置において、上述の第１の実施形態
に係る基板処理装置と同等の部分については説明を省略
するものとし、また、後述の図５において、第１の実施
形態で説明した各部と同等の部分には同一の参照符号を
付して示す。ここで、上述の第１の実施形態において
は、処理液中の気泡を検出するために光学式センサ５０
が用いられていたが、この第２の実施形態では、処理液
中の気泡を検出するために超音波式センサ１５０が用い
られる。したがって、この第２の実施形態の基板処理装
置は、図１に示す基板処理装置のベローズポンプ３０の
流出口３１近傍において、光学式センサ５０を超音波式
センサ１５０に入れ替えた形態となっている。

【００５９】図５は、この発明の第２の実施形態に係る
超音波式センサ１５０の構成を示す液配管２０の側方か
ら見た断面図である。この超音波式センサ１５０は、液
配管２０の側方近傍に設けられ、液配管２０に向けて所
定の振幅を持つ超音波振動を発する発振部１５１と、お
よび液配管２０を挟んで発振部１５１に対向する位置に
設けられ、発振部１５１から発せられて液配管２０を通
過した超音波振動を受ける受振部１５２と、発振部１５
１で発せられる超音波振動を生み出すための電圧を生成
したり、受振部１５２で受けられた超音波振動の振幅量
をサンプリングしたりする超音波生成検出部１５３と備
えている。

【００６０】また、貯水槽１５４が、液配管２０を取り
囲むように設けられている。そして、その貯水槽１５４
の内部には貯水室１５４ａが形成されており、この貯水
室１５４ａは、液配管２０を中心としてその周囲にほぼ
円柱状に設けられて、液配管２０に接する水Ｗａを貯留
できるようになっている。そして、貯水槽１５４の側壁
面１５４ｂには、発振部１５１および受振部１５２が互
いに対向するよう埋設されており、また、発振部１５１
と受振部１５２とを結ぶ直線に液配管２０が交差するよ
うになっている。なお、図示はしていないが、実際に
は、側壁面１５４ｂの上部には、貯水室１５４ａに水Ｗ
ａを供給するための給水口が設けられ、また、側壁面１
５４ｂの下部には、貯水室１５４ａから水Ｗａを排出す
るための排水口が形成されている。これにより、貯水室
１５４ａ内に水Ｗａを供給したり、貯水室１５４ａ内か
ら水Ｗａを排出したりできるようになっている。

【００６１】さらに、貯水槽１５４の上端および下端に
は、液配管２０を挿通可能な一対の挿通孔１５４ｃ，１
５４ｃが形成されている。そして、この一対の挿通孔１
５４ｃ，１５４ｃ内の底部には、一対のＯリング１５
５，１５５が設けられている。また、この一対の挿通孔
１５４ｃ，１５４ｃの開口付近の内壁面には、メネジが
形成されており、このメネジに対して、液配管２０を挿
通可能な配管止めネジ１５６，１５６（オネジ）が螺合
するようになっている。したがって、図５に示すような
形で、液配管２０を一対の挿通孔１５４ｃ，１５４ｃお
よび配管止めネジ１５６，１５６に挿通させた状態で、
配管止めネジ１５６，１５６を締め付ければ、この超音
波式センサ１５０を液配管２０に固定させることがで
き、また、貯水室１５４ａ内に水Ｗａを密封することが
できる。すなわち、配管止めネジ１５６，１５６によっ
て、一対のＯリング１５５，１５５が押し潰されて、液
配管２０の外周に一対のＯリング１５５，１５５の内周
が密着して、液配管２０が一対のＯリング１５５，１５
５に挟持され、液配管２０と超音波式センサ１５０が固
定され、また、貯水室１５４ａ内に水Ｗａが密封され
る。

【００６２】ここで、発振部１５１は、供給された電圧
を所定の振動エネルギー（振幅）の超音波振動に変換す
る振動子１５１ａと、この振動子１５１ａによって超音
波振動する円形状の振動板１５１ｂとを有している。ま
た、受振部１５２は、超音波振動を受けて振動する振動
板１５２ｂと、この振動板１５２ｂの振動エネルギー
（振幅）を電圧値に変換する円形状の振動子１５２ａと
を有している。これにより、発振部１５１は供給された
電圧によって所定の振幅を持つ超音波振動を発すること
ができ、受振部１５２は、発振部１５１から発せられて
液配管２０を通過した超音波振動を受けて所定の振幅に
対応する電圧に変換することができる。

【００６３】さらに、この超音波式センサ１５０には、
超音波生成検出部５３と発振部１５１とを接続する電気
配線１５１ｆと、超音波生成検出部５３と受振部１５２
とを接続する電気配線１５２ｆとが設けられている。そ
して、超音波生成検出部１５３は、所定の周波数（数〜
数十ＭＨｚ）の電圧を生成して電気配線１５１ｆを経由
させて発振部１５１へ送り出す機能と、受振部１５２で
受けられて電気配線１５２ｆを経由してきた所定の周波
数の電圧の量（以下、受振電圧値）をサンプリングする
機能とを有している。これにより、超音波生成検出部１
５３で生成された所定の周波数の電圧は、電気配線１５
１ｆを経由して発振部１５１に到達し、発振部１５１の
振動板１５１ｂで所定の振幅を持つ超音波振動となって
液配管２０に向けて発せられる。また、発振部１５１か
ら発せられて液配管２０を通過した超音波振動は、受振
部１５２の振動板１５２ｂで受けられて電圧となり、こ
の電圧は電気配線１５２ｆ経由で超音波生成検出部１５
３に到達してその受振電圧値がサンプリングされるよう
になっている。なお、このサンプリングされる受振電圧
値は、受振部１５２で受けられた超音波振動の振動エネ
ルギー（振幅）に比例する値である。

【００６４】ここで、この超音波生成検出部１５３でサ
ンプリングされる受振電圧値は、液配管２０内を流通す
る処理液に含まれてる気泡量が多いほど、減少する。こ
れは、処理液中の気泡が、発振部１５１から発せられた
超音波振動の振動エネルギー（振幅）を吸収してしまう
ため、受振部１５２の振動板１５２ｂに到達する超音波
振動の振幅量を減少させるからである。すなわち、処理
液中に気泡が含まれていないか比較的少ない場合には、
受振電圧値は、超音波生成検出部１５３で生成されて発
振部１５１に供給される電圧値（以下、発振電圧値とい
う）にほぼ等しい状態となって、大きな値を示し、ま
た、処理液中に気泡が比較的大量に存在する場合には、
受振電圧値は、著しく減少して、小さい値を示す。

【００６５】なお、液配管２０の周囲の発振部１５１と
受振部１５２とで挟まれる領域には貯水室１５４ａ内の
水Ｗａが存在している。そして、この水Ｗａなどの液体
は、一般に、空気などの気体に比べて超音波の伝達効率
がはるかに高い。このため、この貯水室１５４ａ内の水
Ｗａは、気泡以外の要因で生じる超音波振動の減衰を抑
制する役目を果たしている。

【００６６】一方、超音波生成検出部１５３内には、さ
らに検出回路（図示せず）が設けられており、この検出
回路は、受振部１５２で受けられて超音波生成検出回路
１５３でサンプリングされた受振電圧値に基づいて、気
泡検出信号を基板処理装置の制御部Ｃに出力する。な
お、この検出回路は、たとえば、発振電圧値に対する受
振電圧値の比率や、これら発振電圧値と受振電圧値との
差に基づいて、気泡検出信号を基板処理装置の制御部Ｃ
に出力するようにしてもよい。

【００６７】ここで、超音波生成検出部１５３や制御部
Ｃでの制御は、上述の第１の実施形態の図４に示した制
御フローとほぼ同一である。すなわち、図４の（ａ）お
よび（ｂ）において、ステップＳ１，Ｓ２の「受光量」
を「受振電圧値」に代えただけであるため、図４を代用
するものとし、その説明も簡略化する。

【００６８】超音波生成検出部１５３は、電気配線１５
２ｆ経由で受けた受振電圧値をサンプリングし（ステッ
プＳ１）、受振電圧値が閾値以下かどうかを判断し（ス
テップＳ２）、受振電圧値が閾値を超えている場合に
は、所定のサンプリング間隔時間の経過後に再度、ステ
ップＳ１を実行し、受光量が閾値以下である場合には、
制御部Ｃへ気泡検出信号を送る（ステップＳ３）。そし
て、制御部Ｃは、通常、上述の通常処理を行っており
（ステップＴ１）、その一方で、光生成検出部５３から
気泡検出信号が送られてきたかどうかを判断し（ステッ
プＴ２）、気泡検出信号が送られてきていない場合に
は、ステップＴ１を継続して実行し、気泡検出信号が送
られてきた場合には、異常処理を行う（ステップＴ
３）。

【００６９】また、超音波生成検出部１５３にはまた、
第１の実施形態における光生成検出部５３と同様に、受
振電圧値の閾値を調整するためのボリューム（図示せ
ず）や、受振量やその閾値などを表示させることのでき
る表示部（図示せず）などが備えられている。なお、超
音波生成検出部１５３では、受振された超音波振動を電
圧値としてサンプリングしているが、振動子１５２ａと
して、振動エネルギーを電流値に変換するものを用いれ
ば、受振された超音波振動を電流値としてサンプリング
することもできる。

【００７０】以上のような超音波式センサ１５０を用い
た第２の実施形態によると、発振部１５１のほぼ円形状
の振動板１５１ｂから発せられる超音波振動は、液配管
２０内の液流れ方向Ｆに幅を持つこととなる。このた
め、第１の実施形態と同様、液流れ方向Ｆに流れ去ろう
とする気泡を見逃さずに確実に検出することができ、ま
た、その検出結果は平均化されて安定した結果となる。
このようにして処理液中の気泡を確実に検出すれば、処
理液の流量が安定して、ウエハＷの洗浄やエッチングな
どの処理にむらが生じることを未然に防止でき、また、
処理液中への不純物の混入を抑えて、ウエハＷや基板処
理装置自体の汚染を未然に防止することができる。

【００７１】さらに、第１の実施形態と同様、ベローズ
ポンプ３０の流出口３１に接続された液配管２０を流通
する処理液中の気泡を確実に検出することで、ベローズ
ポンプ３０のベローズ３０Ｂが破損したことを確実に知
ることができ、ベローズポンプ３０の交換時期を早急か
つ正確に知ることができる。また、処理液自体の発泡に
よる気泡を確実に検出することもできる。あるいは、。
あるいは、処理液自体の発泡による気泡の発生量に比べ
てベローズ３０Ｂの破損による気泡の発生量は多くなる
ため、光学式センサ５０の超音波生成検出部１５３のボ
リュームによって、受振電圧値の閾値をこれらの気泡の
発生量の中間に対応する値に設定すれば、ベローズ３０
Ｂの破損に起因する気泡と処理液自体の発泡に起因する
気泡とを区別することもできる。

【００７２】さらには、この超音波式センサ１５０は、
処理液が濃い色を呈しているものや不透明なものであっ
ても適用できる。また、液配管２０が、たとえば不透明
の樹脂配管や金属配管でも適用可能である。さらには、
固形状やゲル状の異物が、液配管２０中を通過したり、
あるいは液配管２０の内壁面に付着していたとしても、
その異物を気泡と誤認して検出することがないので、ベ
ローズの破損検出を正確に行うことができる。

【００７３】以上、この発明のいくつかの実施形態につ
いて説明してきたが、この発明は他の実施形態をとるこ
ともできる。たとえば、上述の第１の実施形態において
は、光学式センサ５０の投光部５１から発せられて液配
管２０を透過し、受光部５２で受けられる光Ｌは、液流
れ方向に沿って広がる幅を持つほぼ平板状の光としてい
るが、液流れ方向に幅を持つ光であれば何でもよい。た
とえば、第１の実施形態のようなほぼ平板状のフラット
ビームに限らず、所定の幅と厚みを持つ断面矩形状の光
であってもよく、また、ほぼ断面楕円状の光であっても
よい。なお、本明細書において、「光の断面」とは、光
の進行方向に対して直交する平面でその光を切断したと
きの切断面をいう。ちなみに、上記ほぼ平板状の光の断
面は所定太さの線分となる。

【００７４】ここで、投光部５１から液配管２０に向け
て発せられて液配管２０を透過し、受光部５２で受けら
れる光は、液流れ方向において、より広い範囲で気泡を
捕捉できることから、処理液の流れ方向の幅が処理液の
流れ方向に直交する方向の幅よりも長い断面を持つ光で
あるのが好ましい。たとえば、第１の実施形態で示した
ような液流れ方向に沿って広がる幅を持つフラットビー
ムの他、長手方向が液流れ方向にほぼ一致する断面矩形
状の光や、長径方向が液流れ方向にほぼ一致する断面楕
円状の光などが好ましい。ただし、液配管２０等の配管
の内径が小さい場合には、光が配管２０の内径部分に対
して無駄なく効率的に照射されるように、第１の実施形
態のようなほぼ平板状のフラットビームを適用するのが
最も好ましい。さらには、以上のような光学式センサを
液流れ方向に沿って複数個設けてもよく、この場合、さ
らに広い範囲で気泡を捕捉でき、気泡の検出精度が向上
する。

【００７５】また、上述の第１の実施形態においては、
投光部５１から発せられて液配管２０を透過し、受光部
５２で受けられる光Ｌは、ほぼ平板状の光のみで構成さ
れているが、これに限るものではない。たとえば、その
光が、液流れ方向に幅を持つ光Ｌ以外の光をも含んでい
るようなもの、たとえば、液配管２０以外の部分をも覆
うように広範囲にわたって発せられるほぼ断面円形状の
光であってもよい。このような場合であっても、受光部
５２において、この投光部５１からの光のうちの液流れ
方向に幅を持つ光Ｌを選択して受け取れば、第１の実施
形態と同様の効果を奏することができる。なお、具体的
には、受光部５２の受光窓５２aを、液流れ方向に長い
幅を持つ開口、たとえば、第１の実施形態に示したよう
なスリット状の開口としていれば、投光部５１の投光窓
５１ａの開口形状は何でもよい。

【００７６】さらに、上述の第１の実施形態において
は、光学式センサ５０の投光部５１から発せられる光Ｌ
は赤色としているが、何色であっても良く、たとえば緑
色光や赤外光であってもよい。ここで、たとえば処理液
が赤色のレジスト液のような場合は、光Ｌの色は赤色を
避けて、たとえば緑色としたほうが気泡の検出精度の面
から好ましい。ただし、波長の長い赤色光や赤外光の方
がより光の減衰率が小さく、気泡の検出精度の面で有利
であるので、処理液が赤色以外の場合には、光Ｌの色を
赤色とするのが好ましい。また、投光部５１から発せら
れる光は、ＬＥＤ光などの指向性の低い光であってもよ
いし、レーザー光などの指向性の高い光であってもよ
い。

【００７７】また、上述の第２の実施形態においては、
発振部１５１の振動板１５１ａおよび受振部１５２の振
動板１５２ａはほぼ円形状であったが、たとえば、液配
管２０中の液流れ方向にほぼ一致する長手方向を持つ長
方形状の振動板としてもよい。この場合、液流れ方向に
おいてより広い範囲で気泡を補足でき、気泡の検出精度
が向上する。さらには、超音波式センサ１５０を液流れ
方向に沿って複数個設けてもよく、この場合、さらに広
い範囲で気泡を捕捉できる。

【００７８】また、上述の第２の実施形態においては、
超音波振動の伝達を促す役目として貯水槽１５４の貯水
室１５４ａ内に水Ｗａを貯留しているが、液体であれば
なんでもよく、液配管２０を流通している処理液と同じ
ような処理液、あるいは、油などでもよい。

【００７９】さらに、上述の第１および第２の実施形態
においては、液配管２０はほぼ垂直に設置されており、
液流れ方向Ｆは、この液配管２０中において処理液が下
から上へと向かう方向となっているが、これに限るもの
ではない。たとえば、同様に液配管２０がほぼ垂直に設
置されている場合において、液流れ方向Ｆが上から下へ
と向かう方向であってもよい。ただし、第１の実施形態
のように液流れ方向Ｆが下から上へと向かう方向となっ
ている場合には、気泡に作用する浮力の方向と液流れ方
向Ｆとがほぼ一致していて気泡の滞留や乱れがなく、気
泡の検出精度が良くなるのでより好ましい。また、液配
管２０は、ほぼ水平に設置されたり、傾斜させて設置さ
れてもよい。ただし、これらのような場合には、気泡
は、液配管２０の内部において上方向に偏ってしまう。
このため、気泡の検出精度の面から、光学式センサ５０
のほぼ平板状の光Ｌを、液配管２０内において、その中
心軸Ｏよりも上部に通過させるのが好ましい。

【００８０】また、上述の第１および第２の実施形態に
おいては、光学式センサ５０や超音波センサ１５０は、
液配管２０内の処理液に含まれる大量の気泡を検出する
ことで、ベローズポンプ３０のベローズ３０Ｂの破損を
検出するために用いられているが、これに限るものでは
ない。たとえば、光学式センサ５０や超音波センサ１５
０を、処理液の液圧低下に伴うキャビテーションや処理
液に含まれる化学物質自体の発泡などが原因となって生
じる処理液自体の発泡を検出するために用いてもよい。
この場合であっても、処理液中の気泡を確実に検出でき
るので、処理液の流量が不安定となって、基板の洗浄や
エッチングなどの処理にむらが生じることを未然に防止
でき、また、処理液中への不純物の混入を抑えて、基板
や基板処理装置自体の汚染を未然に防止することができ
る。

【００８１】また、上述の第１および第２の実施形態に
おいては、ベローズポンプ３０を継続して運転させ、ノ
ズルＮから処理液を吐出しないときには、循環用配管４
０を介して処理液タンク１０に処理液を帰還させるよう
にしているが、処理液の温度制御が重要でない場合に
は、循環用配管４０を設ける必要はない。ただし、この
場合には、エア弁２４を閉じて処理液の供給を停止する
際に、ベローズポンプ３０も同時に停止させることが好
ましい。

【００８２】またさらに、上述の第１および第２の実施
形態においては、光学式センサ５０や超音波センサ１５
０は、液配管２０においてベローズポンプ３０の流出口
３１の近傍に設置されているが、これに限るものではな
い。たとえば、図１において、液配管２０のうち、ベロ
ーズポンプ３０の流出口３１から循環用配管４０が接続
されている箇所までの範囲内に設ければよい。なぜな
ら、ベローズポンプ３０が継続して運転されている場合
は、ベローズポンプ３０で発生した気泡は必ずこの範囲
を通過するからである。なお、循環用配管４０がなく、
ベローズポンプ３０が断続的に運転される場合は、セン
サ５０，１５０の設置位置は、液配管２０のうち、ベロ
ーズポンプ３０の流出口３１からノズルＮまでの範囲内
とすればよい。

【００８３】ただし、図１のように上記気泡の通過範囲
内にフィルタ２２が介装されているような場合には、こ
のフィルタ２２よりも処理液タンク１０側に超音波セン
サ１５０を設けるのがより好ましい。なぜなら、このフ
ィルタ２２よりもノズルＮ側に超音波センサ１５０を設
けた場合は、フィルタ２２で一時的に気泡が捕捉されて
しまい、超音波センサ１５０での気泡検出のタイミング
が遅れてしまう可能性があるからである。

【００８４】さらに、上述の第１および第２の実施形態
においては、基板処理装置が、基板を洗浄またはエッチ
ングするための装置であって、処理液としてフッ酸を用
いているが、その他、硫酸、塩酸、硝酸、酢酸、燐酸、
クエン酸、アンモニア、または過酸化水素水などを含む
薬液、あるいは純水などの液体であってもよい。あるい
は、基板処理装置が、基板表面に感光性のレジスト膜を
形成するためのレジスト塗布装置である場合には、処理
液は、レジスト液であってもよく、基板表面に形成され
た感光性レジスト膜を剥離するための剥膜装置である場
合には、剥膜液であってもよい。

【００８５】さらに、上述の第１および第２の実施形態
においては、ウエハを枚葉で処理するための装置に本発
明が適用された例について説明したが、この発明は、液
晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ（プラズマディスプレ
イパネル）用ガラス基板、あるいは、磁気ディスク用の
ガラス基板やセラミック基板のような他の被処理基板を
処理するための装置に対しても広く適用することがで
き、また、複数枚の被処理基板を一括して処理液槽など
に浸漬させて処理するためのいわゆるバッチ式の基板処
理装置に対しても広く適用することができる。

【００８６】その他、特許請求の範囲に記載された範囲
で種々の変更を施すことが可能である。

【００８７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項１に
係る発明の基板処理装置によると、光学式検出機構は、
液流れ方向に広がる範囲で気泡を監視しており、また、
広い範囲で同時に多数の気泡を監視しているので、処理
液中の気泡を早急かつ確実に検出することができ、した
がって、基板の処理むらの発生および基板の汚染を未然
に防止することができるという効果を奏する。

【００８８】また、請求項２に係る発明の基板処理装置
によると、所定の太さの処理液流通配管内の液流れ方向
において、より広い範囲で気泡を捕捉できることから、
気泡を見逃すことなく安定して検出できるので、気泡の
検出精度が向上する。

【００８９】また、請求項３に係る発明の基板処理装置
によると、光の厚みが薄いので、処理液流通配管の内径
が特に小さいような場合であっても、光を処理液流通配
管内部に対して無駄なく照射することができ、気泡の検
出精度が向上する。

【００９０】また、請求項４に係る発明の基板処理装置
によると、光学式検出機構によって、ベローズポンプの
ベローズの破損検出をも早急かつ確実に行って、ベロー
ズポンプの交換を早期に実施することができ、したがっ
て、基板の処理むらの発生および基板の汚染を未然に防
止することができるという効果を奏する。

【００９１】また、請求項５に係る発明の基板処理装置
によると、超音波式検出機構によって、処理液中の気泡
を早急かつ確実に検出することで、ベローズポンプのベ
ローズの破損検出をも早急かつ確実に行うことができ、
ベローズポンプの交換を早期に実施することができ、し
たがって、基板の処理むらの発生および基板の汚染を未
然に防止することができるという効果を奏する。さら
に、処理液や処理液流通配管の色や透明度の影響を受け
ず、さらには、処理液流通配管中の固形状やゲル状の異
物の影響も受けないので、ベローズの破損検出をさらに
正確に行うことができるという効果を奏する。

【００９２】また、請求項６に係る発明の基板処理装置
によると、液体貯留室内の液体は、超音波振動の伝達効
率の向上させるため、超音波振動を発振部から受振部へ
と確実に伝達させるので、気泡の検出をさらに確実に行
って、ベローズの破損を正確に検出することができると
いう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態に係る基板処理装置
の構成を示す概略図である。

【図２】この発明の第１の実施形態に係るダブルベロー
ズ型のベローズポンプの概略図である。

【図３】この発明の第１の実施形態に係る光学式センサ
の構成を簡略的に示す斜視図である。

【図４】この発明の第１の実施形態に係る光生成検出部
および制御部での制御動作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２の実施形態に係る超音波式セン
サの構成を簡略的示す断面図である。

【図６】従来のシングルベローズ型のべロースポンプの
構成の概略図である。

【符号の説明】

１０処理液タンク２０液配管（処理液流通配管）３０ベローズポンプ３１流出口３２流入口３３，３４ベローズ部分３３Ａ，３４Ａシリンダ室３３Ｂ，３４Ｂベローズ４０循環用配管５０光学式センサ（光学式検出機構）５１投光部５２受光部５３光生成検出部５４取付けベース５５取付けプレート１５０超音波式センサ（超音波式検出機構）１５１発振部１５２受振部１５１ａ，１５２ａ振動子１５１ｂ，１５２ｂ振動板１５３超音波生成検出部１５４貯水槽１５４ａ貯水室（液体貯留室）１５５Ｏリング１５６配管止めネジＡＣ１，ＡＣ２エア室Ｆ液流れ方向（処理液の流れ方向）Ｌ光ＮノズルＲＣ１，ＲＣ２処理液室ＳＣスピンチャックＷウエハＷａ水（処理液流通配管に接する液体）

フロントページの続きＦターム(参考） 2G047 AA03 BA01 BC03 EA10 EA11 GG28 GG33 2G051 AA48 AB20 CB02 CC17 EB01 5F043 AA01 DD25 DD30 EE07 EE08 EE22 EE24 EE25 EE28 EE29 EE30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】処理液を用いて基板を処理する基板処理装
置において、処理液が内部を流通する処理液流通配管と、この処理液流通配管の近傍に設けられ、少なくとも、処
理液流通配管内の処理液の流れ方向に幅を持つ光を処理
液流通配管に向けて発する投光部、および、処理液流通
配管を挟んで投光部に対向する位置に設けられ、投光部
から発せられて処理液流通配管を透過した上記処理液の
流れ方向に幅を持つ光を受ける受光部を有し、上記処理
液流通配管内の処理液に含まれる気泡を検出する光学式
検出機構と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】上記投光部から発せられて処理液流通配管
を透過し、上記受光部で受けられる光は、処理液の流れ
方向の幅が処理液の流れ方向に直交する方向の幅よりも
長い断面を持つ光であることを特徴とする請求項１に記
載の基板処理装置。
【請求項３】上記投光部から発せられて処理液流通配管
を透過し、上記受光部で受けられる光は、処理液の流れ
方向に沿って広がる幅を持つほぼ平板状の光であること
を特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】上記処理液流通配管の一方端に接続された
流出口を有し、ベローズに隣接して設けられた気室に収
容される気体の圧力によってベローズを伸縮させて、流
出口から処理液流通配管へ処理液を送出するベローズポ
ンプをさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし３
のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項５】処理液を用いて基板を処理する基板処理装
置において、上記処理液が内部を流通する処理液流通配管と、この処理液流通配管の一方端に接続された流出口を有
し、ベローズに隣接して設けられた気室に収容される気
体の圧力によってベローズを伸縮させて、流出口から処
理液流通配管へ処理液を送出するベローズポンプと、処理液流通配管の近傍に設けられ、処理液流通配管に向
けて超音波振動を発する発振部、および処理液流通配管
を挟んで発振部に対向する位置に設けられ、発振部から
発せられて処理液流通配管を通過した超音波振動を受け
る受振部を有し、上記処理液流通配管内の処理液に含ま
れる気泡を検出する超音波式検出機構と、を備えたこと
を特徴とする基板処理装置。
【請求項６】上記処理液流通配管の周囲に設けられ、処
理液流通配管に接する液体を貯留する液体貯留室をさら
に備え、上記発振部および受振部は、この液体貯留室を挟む位置
に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の基
板処理装置。