JP2019095461A - 計量装置、計量システム、処理装置、および計量方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液体の量を正確に計量することができる計量装置、計量システム、処理装置、および計量方法を提供する。
【解決手段】ガスが供給される第１の端部２ａ１が、液体が供給される第２の端部２ａ２よりも上側に位置するように設けられた計量管２ａと、第１の端部の側で計量管と接続された排気管２ｃと、第２の端部の側で計量管と接続された排出管２ｂと、排気管の開口部２ｃ１よりも第２の端部側に設けられ計量管の内部にある液体を検出する第１の検出部３ｂと、第１の検出部よりも第２の端部側であって排出管の開口部２ｂ１よりも第１の端部側に設けられ計量管の内部にある液体を検出する第２の検出部３ａと、第１の端部から計量管の内部に供給するガスの圧力を制御するガス制御部６と、排気管の計量管側とは反対側の端部に設けられた第１の開閉弁２ｆと、排出管の計量管側とは反対側の端部に設けられた第２の開閉弁２ｅと、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、計量装置、計量システム、処理装置、および計量方法に関する。

半導体装置やフラットパネルディスプレイなどの電子デバイスの製造においては、所定の薬液を用いたエッチング処理や洗浄処理などが行われている。
例えば、バッファードフッ酸（ＢＨＦ；buffered hydrogen fluoride）、ＡＰＭ（ammonium hydrogen-peroxide mixture）、ＳＰＭ（sulfuric acid peroxide mixture）などを用いた薬液処理が行われている（例えば、特許文献１を参照）。
この様な薬液処理においては、供給する薬液の量（体積）を正確に計量する必要がある。
例えば、薬液の濃度に応じて、薬液の量を正確に計量する必要がある。

また、この様な薬液処理においては、複数種類の原料液を混合して薬液を生成し、生成した薬液を用いて処理を行う場合がある。
生成した薬液を用いて処理を行う場合には、薬液を構成する各成分の比率（成分比）が処理レート（例えば、エッチングレートなど）に大きな影響を及ぼす。
そのため、薬液を生成する際には、薬液の原料液を正確に計量する必要がある。
例えば、薬液の原料液の濃度に応じて、薬液の原料液の量を正確に計量する必要がある。

また、近年においては、使用済みの薬液を再利用するようになってきている。
使用済みの薬液においては、薬液を構成する成分の一部が消費されていたり、薬液を構成する成分の一部が揮発していたりする場合がある。
そのため、使用済みの薬液を再利用する場合には、失われたり、不足したりする成分を補充する必要がある。
この様な場合においても、失われたり、不足したりする薬液の成分が含まれる液の量を正確に計量する必要がある。
そこで、液体の量を正確に計量することができる技術の開発が望まれていた。

特開２００５−２５１９３６号公報

本発明が解決しようとする課題は、液体の量を正確に計量することができる計量装置、計量システム、処理装置、および計量方法を提供することである。

実施形態に係る計量装置は、管状を呈し、ガスが供給される第１の端部が、液体が供給される第２の端部よりも上側に位置するように設けられた計量管と、前記第１の端部の側において、前記計量管と接続された排気管と、前記第２の端部の側において、前記計量管と接続された排出管と、前記計量管の内部に開口する前記排気管の開口部よりも前記第２の端部側に設けられ、前記計量管の内部にある前記液体を検出する第１の検出部と、前記第１の検出部よりも前記第２の端部側であって、前記計量管の内部に開口する前記排出管の開口部よりも前記第１の端部側に設けられ、前記計量管の内部にある前記液体を検出する第２の検出部と、前記第１の端部から前記計量管の内部に供給する前記ガスの圧力を制御するガス制御部と、前記排気管の前記計量管側とは反対側の端部に設けられた第１の開閉弁と、前記排出管の前記計量管側とは反対側の端部に設けられた第２の開閉弁と、を備えている。

本発明の実施形態によれば、液体の量を正確に計量することができる計量装置、計量システム、処理装置、および計量方法が提供される。

第１の実施形態に係る計量装置１を例示するための模式図である。 第２の実施形態に係る計量システム１１を例示するための模式図である。 第３の実施形態に係る処理装置１００を例示するためのブロック図である。

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
[第１の実施形態]
図１は、第１の実施形態に係る計量装置１を例示するための模式図である。
図１に示すように、計量装置１には、計量部２、検出部３、ガス供給部４、導入部５、および制御部６が設けられている。

計量部２には、計量管２ａ、排出管２ｂ、排気管２ｃ、および開閉弁２ｄ〜２ｇが設けられている。
計量管２ａ、排出管２ｂ、および排気管２ｃは、管状を呈している。
計量管２ａ、排出管２ｂ、および排気管２ｃは、例えば、円筒管などとすることができる。
計量管２ａは、ガスが供給される端部２ａ１（第１の端部の一例に相当する）が、薬液が供給される端部２ａ２（第２の端部の一例に相当する）よりも重力方向における上側に位置するように設けられている。計量管２ａは、例えば、鉛直方向に伸びるようにして起立させて設けることができる。

後述するように、計量管２ａの内部に供給された薬液の液面位置を求めることで、計量管２ａの内部にある薬液の量（体積）を計量する。
そのため、計量管２ａの中心軸に垂直な方向における断面の面積は、ほぼ一定となっているようにすることが好ましい。
その様にすれば、精度の高い計量を容易に行うことができる。
計量管２ａの断面積、長さ、肉厚などには特に限定はなく、計量する薬液の量や粘度、ガス供給部４による加圧に対する耐性（耐圧性）などを考慮して適宜決定することができる。
この場合、計量管２ａの肉厚は、検出部３による薬液の液面の検出が可能となる寸法である必要がある。そのため、計量管２ａの肉厚は、検出部３における検出方法（例えば、検出光の透過率など）をも考慮して適宜決定することができる。

計量管２ａの材料には、特に限定はなく、検出部３における検出方法、計量する薬液に対する耐性（耐薬品性）、ガス供給部４による加圧に対する耐性（耐圧性）などを考慮して適宜決定することができる。
計量管２ａの材料は、検出部３による薬液の液面の検出が可能となるのであれば特に限定はない。計量管２ａの材料は、例えば、ガラスなどとすることができる。

排出管２ｂは、計量管２ａの端部２ａ２の側において、計量管２ａと接続されている。
排出管２ｂは、計量管２ａにおいて計量された薬液を計量管２ａの外部に排出するために設けられている。
排出管２ｂは、例えば、計量管２ａの中心軸に垂直な方向に伸びている。
排出管２ｂの内部の空間は、計量管２ａの内部の空間とつながっている。

排出管２ｂの中心軸に垂直な方向における断面積、長さ、肉厚、材料には特に限定はなく、計量する薬液の量や粘度、計量する薬液に対する耐性（耐薬品性）、ガス供給部４による加圧に対する耐性（耐圧性）などを考慮して適宜決定することができる。
この場合、排出管２ｂの断面積、肉厚、材料などは、計量管２ａと同様とすることができる。

排気管２ｃは、計量管２ａの端部２ａ１の側において、計量管２ａと接続されている。
排気管２ｃは、ガス供給部４により計量管２ａの内部に供給されたガスを計量管２ａの外部に排出するために設けられている。
排気管２ｃは、例えば、計量管２ａの中心軸に垂直な方向に伸びている。
排気管２ｃの内部の空間は、計量管２ａの内部の空間とつながっている。

排気管２ｃの中心軸に垂直な方向における断面積、長さ、肉厚、材料には特に限定はなく、計量する薬液に対する耐性（耐薬品性）、ガス供給部４による加圧に対する耐性（耐圧性）などを考慮して適宜決定することができる。
この場合、排気管２ｃの断面積、肉厚、材料などは、計量管２ａと同様とすることができる。
また、計量管２ａ、排出管２ｂ、および排気管２ｃは、一体に形成されたものとすることもできるし、接合により形成されたものとすることもできる。

開閉弁２ｄは、計量管２ａの端部２ａ２に接続されている。
開閉弁２ｄは、導入部５を介した薬液の供給と供給の停止、計量管２ａの内部から導入部５への薬液の逆流の防止を行う。
開閉弁２ｅ（第２の開閉弁の一例に相当する）は、排出管２ｂの計量管２ａ側とは反対側の端部に接続されている。
開閉弁２ｅは、排出管２ｂを介した薬液の排出と排出の停止、計量管２ａの内部への薬液の逆流の防止を行う。
開閉弁２ｅの排出管２ｂが接続される側とは反対側には、計量した薬液を外部のタンクや処理装置などに供給するための配管１１２を接続することができる。
開閉弁２ｆ（第１の開閉弁の一例に相当する）は、排気管２ｃの計量管２ａ側とは反対側の端部に接続されている。
開閉弁２ｆは、排気管２ｃを介したガスの排出と排出の停止、計量管２ａの内部へのガスの逆流の防止を行う。
開閉弁２ｇは、計量管２ａの端部２ａ１に接続されている。
開閉弁２ｇは、ガス供給部４から計量管２ａの内部へのガスの供給と供給の停止、計量管２ａの内部からガス供給部４へのガスの逆流の防止を行う。

開閉弁２ｄ〜２ｇの種類には特に限定はなく、計量する薬液に対する耐性（耐薬品性）、ガス供給部４による加圧に対する耐性（耐圧性）などを考慮して適宜決定することができる。
開閉弁２ｄ〜２ｇは、例えば、薬液用のエアオペレートバルブなどとすることができる。

ここで、計量管２ａの内部への薬液の供給の停止が行われる際に、開閉弁２ｄの内部の薬液が通過する部分にある薬液が計量管２ａの内部に押し出される場合がある。
薬液が通過する部分にある薬液が計量管２ａの内部に押し出されると、薬液の液面位置が所望の停止位置よりも上方になる。
つまり、計量管２ａの内部にある薬液の量が所望の量よりも多くなり、薬液の供給量がばらつくことになる。
また、計量管２ａの内部からの薬液の排出の停止が行われる際に、開閉弁２ｅの内部の薬液が通過する部分にある薬液が外部に押し出される場合がある。
薬液が通過する部分にある薬液が外部に押し出されると、薬液の供給量がばらつくことになる。

そのため、開閉弁２ｄ、２ｅは、薬液が通過する部分の容量がなるべく小さいものとすることが好ましい。
例えば、開閉弁２ｄ、２ｅとしては、内部における流路の長さがなるべく短いものを選択することが好ましい。

検出部３には、下端検出部３ａ（第２の検出部の一例に相当する）、上端検出部３ｂ（第１の検出部の一例に相当する）、および気泡検出部３ｃが設けられている。
下端検出部３ａおよび上端検出部３ｂは、計量管２ａの内部にある薬液の液面を検出する。
下端検出部３ａは、排出管２ｂの開口部２ｂ１よりも上側に設けられている。
また、下端検出部３ａは、上端検出部３ｂよりも下側に設けられている。
上端検出部３ｂは、排気管２ｃの開口部２ｃ１よりも下側に設けられている。
上端検出部３ｂは、計量管２ａが伸びる方向に沿って複数設けることができる。
例えば、複数の上端検出部３ｂを等間隔で並べて、薬液の量を計ったり、薬液の量が許容範囲内にあるか否かを判定したりすることができる。
この場合、下端検出部３ａによる検出位置と、複数の上端検出部３ｂのうちの所定のものにより検出された液面との間にある薬液の量が、計量された薬液の量となる。
なお、図１においては、６個の上端検出部３ｂ１〜３ｂ６を例示したが、上端検出部３ｂの数や間隔、下端検出部３ａと上端検出部３ｂとの間の距離は適宜変更することができる。
例えば、上端検出部３ｂ１〜３ｂ６同士の間隔は、１ｍｍ程度とすることができる。
例えば、下端検出部３ａと上端検出部３ｂとの間の距離は、外部のタンクや処理装置などに供給する薬液の量に応じて適宜設定することができる。
また、例えば、上端検出部３ｂを１個設けて、下側の下端検出部３ａを薬液の計量に用い、上側の上端検出部３ｂを薬液量の許容限界の検出に用いることができる。

ただし、上端検出部３ｂの数を増やせば、薬液の量の計量範囲を拡げることができる。
また、上端検出部３ｂ同士の間隔を狭くすれば、薬液の計量における許容範囲が狭まるので、計量精度を高めることができる。
例えば、上端検出部３ｂをファイバーセンサなどとすれば、上端検出部３ｂ同士の間隔を狭くすることができる。

気泡検出部３ｃは、気泡を含む薬液を後述する供給部１０１に戻す際に気泡の通過を検出する。
気泡検出部３ｃにより、気泡が検出された場合には、計量管２ａの内部にある薬液を排出管２ｂを介して廃棄したり、導入部５を介して供給部１０１に戻したりすることができる。
なお、気泡検出部３ｃは、必ずしも必要ではなく、必要に応じて設けるようにすればよい。
下端検出部３ａ、上端検出部３ｂ、および気泡検出部３ｃは、例えば、投光部と受光部とを有する光電センサなどとすることができる。
この場合、薬液の屈折率と、ガスや気泡の屈折率とは異なるため、薬液の有無あるいは気泡の有無に応じて屈折角が変化する。
すなわち、計量管２ａから出射する光の進行方向が変化する。計量管２ａから出射する光の進行方向が変化すると、受光部に入射する光の量が変化するので、薬液の液面や気泡を検出することができる。
なお、下端検出部３ａ、上端検出部３ｂ、および気泡検出部３ｃは、光電センサに限定されるわけではなく、薬液の液面や気泡が検出できるものであればよい。

ガス供給部４は、計量管２ａの端部２ａ１から計量管２ａの内部にガスを供給する。
ガス供給部４は、例えば、大気圧よりも高い圧力のガスが収納されたボンベなどとすることができる。
ガス供給部４に収納されるガスは、薬液と反応し難いものとすることができる。
ガス供給部４に収納されるガスは、例えば、窒素ガス、ヘリウムガスなどの不活性ガス、空気、これらを含む混合ガスなどとすることができる。

また、ガス供給部４から供給されるガスの圧力や流量などを制御するガス制御部４ａを設けることができる。
ガス制御部４ａは、配管４ｂ１を介してガス供給部４と接続されている。
ガス制御部４ａは、配管４ｂ２を介して開閉弁２ｇと接続されている。

導入部５は、後述する供給部１０１から供給された薬液を計量管２ａの内部に導く。
導入部５には、第１の導入管５ａ、第２の導入管５ｂ、および開閉弁５ｃが設けられている。
第１の導入管５ａおよび第２の導入管５ｂは、管状を呈している。
第１の導入管５ａおよび第２の導入管５ｂは、例えば、円筒管などとすることができる。

第１の導入管５ａは、接続部５ａ１、気液分離部５ａ２、およびガス排出部５ａ３を有する。
気液分離部５ａ２の一方の端部には、接続部５ａ１が接続されている。気液分離部５ａ２の他方の端部には、ガス排出部５ａ３が接続されている。
この場合、接続部５ａ１、気液分離部５ａ２、およびガス排出部５ａ３は、一体に形成されたものとすることもできるし、接合により形成されたものとすることもできる。

接続部５ａ１の一方の端部は、供給部１０１に接続されている。
なお、接続部５ａ１は必ずしも必要ではなく、気液分離部５ａ２が供給部１０１に接続されるようにすることもできる。
また、接続部５ａ１の形態も例示をしたものに限定されるわけではなく、計量装置１と供給部１０１との位置関係などに応じて適宜変更することができる。

気液分離部５ａ２は、薬液と気泡などのガスとを分離する。
例えば、気液分離部５ａ２は、水平方向に伸びるようにして設けることができる。
この様にすれば、気泡などのガスが気液分離部５ａ２の内部において上側に集まるので、薬液と気泡などのガスとを分離することができる。
なお、気液分離部５ａ２の形態は例示をしたものに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。すなわち、気液分離部５ａ２の形態は、薬液と気泡などのガスとを分離することができるものであればよい。

ガス排出部５ａ３は、分離されたガスを集めて外部に排出する。
ガス排出部５ａ３は、気液分離部５ａ２から上側に伸びるようにして設けることができる。
この様にすれば、気泡などのガスは、薬液の流れにより下流側にあるガス排出部５ａ３に集められる。そして、集められたガスは、上側に伸びるガス排出部５ａ３の内部に捕捉される。

第２の導入管５ｂは、Ｕ字状の形態を有している。
第２の導入管５ｂの一端は、気液分離部５ａ２の下側の面に接続されている。
この場合、第１の導入管５ａおよび第２の導入管５ｂは、一体に形成されたものとすることもできるし、接合により形成されたものとすることもできる。
第２の導入管５ｂの一端が、気液分離部５ａ２の下側の面に接続されていれば、気液分離部５ａ２の内部において上側に集まったガスが第２の導入管５ｂの内部に侵入するのを抑制することができる。Ｕ字状の形態を有する第２の導入管５ｂとすれば、第２の導入管５ｂの内部に気泡などのガスが侵入したとしても、気泡などのガスは上側に移動しようとする。そのため、気泡などのガスが下流側に流されるのを抑制することができる。

開閉弁５ｃは、ガス排出部５ａ３の端部に接続されている。
開閉弁５ｃは、ガス排出部５ａ３からのガスの排出と排出の停止（ガス排出部５ａ３への異物の侵入の防止）を行う。
開閉弁５ｃの種類には特に限定はなく、計量する薬液に対する耐性（耐薬品性）などを考慮して適宜決定することができる。
開閉弁５ｃは、例えば、薬液用のエアオペレートバルブなどとすることができる。

制御部６は、計量装置１に設けられた各要素の動作を制御する。
制御部６は、例えば、検出部３からの出力に基づいて、開閉弁２ｄを制御して導入部５を介した薬液の供給と供給の停止を行わせる。すなわち、制御部６は、薬液の計量動作を行わせる。
制御部６は、例えば、開閉弁２ｇおよびガス供給部４を制御して、計量された薬液中にある気泡を除去させる。
制御部６は、ガス制御部４ａを制御して、開閉弁２ｅが閉じられている際（薬液中にある気泡を除去する際）に計量管２ａの内部に供給するガスの圧力と、開閉弁２ｅが開かれている際（薬液を排出する際）に計量管２ａの内部に供給するガスの圧力とを異なるものとする。
この場合、開閉弁２ｅが閉じられている際に供給するガスの圧力は、開閉弁２ｅが開かれている際に供給するガスの圧力よりも高くする。
制御部６は、例えば、開閉弁２ｆを制御して、計量された薬液の上方にあるガスの圧力を所定の値（例えば、大気圧）にさせる。
制御部６は、例えば、開閉弁２ｅ、開閉弁２ｇ、およびガス供給部４を制御して、計量された薬液を計量管２ａの外部に排出させる。
制御部６は、例えば、開閉弁５ｃを制御して、ガス排出部５ａ３からのガスの排出と排出の停止を行わせる。

次に、計量装置１の作用について説明する。
まず、開閉弁２ｄが開かれ、導入部５を介して薬液が計量管２ａの内部に供給される。
この際、開閉弁２ｆが、開閉弁２ｄと同時または先に開かれる。この様にすれば、計量管２ａの内部の圧力が上昇するのを抑制することができるので、薬液の供給を円滑に行うことができる。
また、所定の圧力を薬液に加えることで、薬液が計量管２ａの内部に供給されるようにすることができる。
計量管２ａの内部に供給された薬液の液面は、下端検出部３ａにより検出される。
下端検出部３ａにより薬液の液面が検出されると、計量に関する制御が開始される。
薬液の液面がさらに上昇して、複数設けられた上端検出部３ｂのうちの所定のものにより薬液の液面が検出された場合には、開閉弁２ｄが閉じられて薬液の供給が停止される。
この際、開閉弁２ｄを閉じた後、開閉弁２ｆを閉じる。
なお、検出部３を用いずに薬液の計量を行うこともできる。
例えば、所定の上端検出部３ｂにより液面が検出されるまでの供給時間を予め求め、求められた供給時間に基づいて開閉弁２ｄを閉じるようにしてもよい。
下端検出部３ａによる検出位置と、所定の上端検出部３ｂにより検出された液面との間にある薬液の量が、計量された薬液の量となる。

ここで、計量された薬液中には気泡が存在する場合がある。この場合、計量管２ａの内壁などに気泡が付着すると薬液中から気泡が抜けず、計量の精度が悪化するおそれがある。
そのため、次に、計量された薬液中にある気泡を除去する。
薬液中にある気泡を除去する際には、開閉弁２ｇが開かれ、ガス供給部４から所定の圧力（第１の圧力の一例に相当する）のガスが計量された薬液の上方に供給される。
薬液の上方にガスが供給されると、計量管２ａの内部にある薬液が加圧され、薬液中にある気泡が押しつぶされるようにして除去される。
気泡の量が多い場合には、液面の位置が下降することになる。下降した液面の位置は、複数設けられた上端検出部３ｂのうちのいずれかにより検出される。
この場合、液面の位置が所定の範囲内から外れたことを上端検出部３ｂにより検出した場合には、計量不良とすることができる。計量不良となった場合には、計量管２ａの内部にある薬液を排出管２ｂと開閉弁２ｅを介して廃棄したり、供給部１０１に戻したりすることができる。
なお、薬液を廃棄、若しくは供給部１０１に戻した後に、再度、前述した薬液の計量を行うこともできる。または、廃棄、若しくは供給部１０１に戻すのではなく、供給部１０１により薬液を追加して、薬液の計量をやり直すこともできる。
導入部５を介して供給部１０１に薬液を戻す際には、気泡検出部３ｃにより薬液に含まれる気泡の通過を検出することができる。

ここで、計量された薬液の上方にあるガスの圧力は、気泡を除去可能な圧力になるようにする。なお、気泡を除去可能な圧力は、実験等で求めることができる。
次に、開閉弁２ｆを開いて、計量された薬液の上方にあるガスを排出して、計量された薬液の上方にあるガスの圧力を所定の値（例えば、大気圧）にする。
つまり、薬液の上方にあるガスの圧力を所定の値まで低減させる。

次に、開閉弁２ｆが閉じられ、開閉弁２ｇが開かれて、薬液の排出速度が適正なものとなるような圧力（第２の圧力の一例に相当する）のガスがガス制御部４ａを介して計量された薬液の上方に供給される。また、開閉弁２ｅが開かれる。
すると、計量管２ａの内部にある計量された薬液がガス供給部４からのガスの圧力によって押し出され、排出管２ｂを介して後述する薬液収納部１０２や処理部１０３などに送られる。
ここで、計量された薬液の上方にあるガスの圧力が高いと、計量された薬液が排出管２ｂを介して排出される際に、排出速度が速くなりすぎて液面の周縁部分にある薬液が計量管２ａの内壁に付着した状態で取り残される場合がある。薬液が計量管２ａの内壁に付着した状態で取り残されると、排出された薬液の量が不足することになる。
そこで、薬液の排出速度が適正なものとなるような圧力にする。

次に、薬液の液面が下端検出部３ａにより検出された場合には、開閉弁２ｅが閉じられる。
ここで、下端検出部３ａの検出位置が、排出管２ｂの開口部２ｂ１よりも上側にないと開閉弁２ｄの上方にある薬液が巻き込まれて排出されるおそれがある。開閉弁２ｄの上方にある薬液が巻き込まれて排出されると、排出された薬液の量が過大となる。
本実施の形態においては、下端検出部３ａの検出位置が排出管２ｂの開口部２ｂ１よりも上側にあるので、開閉弁２ｄの上方にある薬液が、計量管２ａの内部で計量された薬液と一緒に薬液収納部１０２や処理部１０３などに送られるのを抑制することができる。
また、薬液の量を正確に計量できるだけでなく、計量した薬液を計量した時点と同じ量、同じ状態で薬液収納部１０２や処理部１０３などに送ることができる。

なお、気泡を除去するのに適した圧力と、薬液の排出速度が適正なものとなるような圧力は、薬液の粘度、計量管２ａの断面積、計量管２ａの内壁の性状などの影響を受ける。そのため、これらの圧力は、実験やシミュレーションを行うことで予め求めるようにすることが好ましい。

また、必要に応じて開閉弁５ｃを開き、ガス排出部５ａ３の内部にあるガスを排出する。
開閉弁５ｃの開閉は、例えば、所定の時間毎に行うようにすることができる。
本実施の形態に係る計量装置１によれば、液体の量を正確に計量することができる。

[第２の実施形態]
図２は、第２の実施形態に係る計量システム１１を例示するための模式図である。

図２に示すように、計量システム１１には、複数の計量装置１、混合部１３、および制御部１６が設けられている。
なお、図２においては、煩雑となるのを避けるために、計量装置１に設けられる一部の要素を省いて描いている。

混合部１３には、混合容器１２、ガス供給部１４、ガス制御部１４ａ、開閉弁１５ａ、および開閉弁１５ｂが設けられている。
混合容器１２は、管状を呈している。
混合容器１２は、一方の端部１２ａ１が他方の端部１２ａ２よりも重力方向における上側に位置するように設けられている。混合容器１２は、例えば、鉛直方向に伸びるようにして起立させて設けることができる。
なお、混合容器１２の形態は管状に限定されるわけではないが、管状の形態を有する混合容器１２とすれば、撹拌性を向上させることができる。

混合容器１２の側壁には、供給管１２ｂ１および供給管１２ｂ２が接続されている。
供給管１２ｂ１の混合容器１２側とは反対側の端部は、一方の計量装置１に設けられた開閉弁２ｅに接続されている。そのため、一方の計量装置１により計量された薬液を混合容器１２の内部に供給できるようになっている。
供給管１２ｂ２の混合容器１２側とは反対側の端部は、他方の計量装置１に設けられた開閉弁２ｅに接続されている。そのため、他方の計量装置１により計量された薬液を混合容器１２の内部に供給できるようになっている。

混合容器１２、供給管１２ｂ１および供給管１２ｂ２は、一体に形成されたものとすることもできるし、接合により形成されたものとすることもできる。
混合容器１２、供給管１２ｂ１および供給管１２ｂ２の材料は、計量する薬液に対する耐性（耐薬品性）があれば特に限定はない。

ガス供給部１４は、混合により生成された薬液を排出するために混合容器１２の内部にガスを供給する。
ガス供給部１４は、前述したガス供給部４と同様とすることができる。また、ガス供給部１４から供給されるガスは、ガス供給部４から供給されるガスと同様とすることができる。
ガス制御部１４ａは、ガス供給部１４から供給されるガスの圧力や流量などを制御する。
ガス制御部１４ａは、配管１４ｂ１を介してガス供給部１４と接続されている。
ガス制御部１４ａは、配管１４ｂ２を介して開閉弁１５ａと接続されている。
開閉弁１５ａは、混合容器１２の端部１２ａ１に接続されている。
開閉弁１５ａは、ガス供給部１４から混合容器１２の内部へのガスの供給と供給の停止、混合容器１２の内部からガス供給部１４へのガスの逆流の防止を行う。
開閉弁１５ｂは、混合容器１２の端部１２ａ２に接続されている。
開閉弁１５ｂは、混合容器１２の内部からの薬液の排出、排出の停止などを行う。
また、開閉弁１５ｂには、配管１２２などを介して、後述する薬液収納部１０２や処理部１０３などを接続することができる。
開閉弁１５ａおよび開閉弁１５ｂは、例えば、薬液用のエアオペレートバルブなどとすることができる。

制御部１６は、複数の計量装置１および混合部１３に設けられた各要素の動作を制御する。
制御部１６は、例えば、開閉弁１５ａ、開閉弁１５ｂ、およびガス供給部１４を制御して、混合容器１２の内部からの薬液の排出、排出の停止を行わせる。
制御部１６は、例えば、供給管１２ｂ１に接続された開閉弁２ｅと、供給管１２ｂ２に接続された開閉弁２ｅとを制御して、薬液の希釈や混合による薬液の生成を行わせる。

図２においては、２つの計量装置１が設けられた場合を例示したが計量装置１の数は適宜変更することができる。
この場合、複数の計量装置１のそれぞれにおける上端検出部３ｂの数、配置、下端検出部３ａと上端検出部３ｂとの間の距離などは、薬液の種類や粘度などに応じて適宜変更することができる。
例えば、下端検出部３ａと上端検出部３ｂとの間の距離は、後述する薬液収納部１０２や処理部１０３などに供給する薬液の量に応じて適宜設定することができる。

また、計量装置１が複数設けられる場合には、少なくとも１つの計量装置１により純水などを計量することもできる。
すなわち、本明細書における薬液は、液体であればよく、例えば、化学物質を含む液体、または希釈用の純水などとすることができる。
薬液は、例えば、フッ酸、フッ化アンモニウム、アンモニア、硫酸、塩酸、過酸化水素、希釈用の純水、アルコールなどとすることができる。
この場合、フッ化アンモニウムを含むアンモニア系の薬液や、アルコール系の薬液などのような揮発性が高い薬液は、気泡が発生しやすい。そのため、揮発性が高い薬液を、バラツキなく正確に計量するのは困難である。
本実施の形態に係る計量装置１、計量システム１１によれば、揮発性が高い薬液であってもバラツキなく正確に計量することができる。
そのため、計量した薬液を混合して、安定した所定濃度の薬液を生成することができる。
例えば、少なくとも１つの計量装置１により純水などを計量すれば、希釈された薬液における濃度のばらつきを抑制することができる。
また、２つ以上の薬液を混合する場合には、混合により生成された薬液における成分比のばらつきを抑制することができる。

次に、計量システム１１の作用について説明する。
まず、前述したものと同様にして、一方の計量装置１により第１の薬液が計量され、他方の計量装置１により第２の薬液が計量される。
次に、供給管１２ｂ１に接続された開閉弁２ｅと、供給管１２ｂ２に接続された開閉弁２ｅが開かれて、第１の薬液および第２の薬液が混合容器１２の内部に同時あるいは順次供給される。
第１の薬液および第２の薬液は、混合容器１２の内部で混合され、所定の濃度を有する希釈された薬液や、所定の成分比を有する薬液が生成される。

次に、供給管１２ｂ１に接続された開閉弁２ｅと、供給管１２ｂ２に接続された開閉弁２ｅが閉じられる。その後、開閉弁１５ａ、１５ｂが開かれ、所定の圧力のガスがガス制御部１４ａを介して混合容器１２の内部に供給される。
混合容器１２の内部にある希釈された薬液や、混合により生成された薬液が図示しない配管などを介して後述する薬液収納部１０２や処理部１０３などに送られる。

以上のようにして、希釈された薬液や、混合により生成された薬液を薬液収納部１０２や処理部１０３などに送ることができる。

なお、以上においては、薬液を希釈したり混合したりして処理に用いる薬液を生成する場合を例示したがこれに限定されるわけではない。
例えば、処理対象の材質などに応じて、処理部１０３に供給される薬液の量を変えたり、薬液の種類を変えたりすることもできる。
また、薬液収納部１０２に収納されている薬液の成分の一部が消費されていたり、薬液の成分の一部が揮発していたりする場合には、失われたり、不足したりする薬液の成分を含む液を計量して薬液収納部１０２に供給することもできる。

本実施の形態に係る計量装置１、計量システム１１によれば、薬液の量を正確に計量できるだけでなく、計量した薬液を計量した時点と同じ量、同じ状態で薬液収納部１０２や処理部１０３などに送ることができる。そのため、希釈された薬液における濃度のばらつきを抑制することができる。あるいは、混合により生成された薬液における成分比のばらつきを抑制することができる。

[第３の実施形態]
次に、第３の実施形態に係る処理装置１００を例示する。
図３は、第３の実施形態に係る処理装置１００を例示するためのブロック図である。
図３は、複数の計量装置１と混合部１３が設けられる場合、すなわち、計量システム１１が設けられる場合である。なお、１つの計量装置１が設けられる場合も同様とすることができる。
図３に示すように、処理装置１００には、計量システム１１、供給部１０１、薬液収納部１０２、処理部１０３、および制御部１０６が設けられている。

供給部１０１は、計量装置１に計量される薬液を供給する。
薬液は、例えば、フッ酸、フッ化アンモニウム、アンモニア、硫酸、塩酸、過酸化水素、希釈用の純水などとすることができる。
供給部１０１は、例えば、ガスによる加圧により薬液を供給するものであってもよいし、ケミカルポンプなどにより薬液を供給するものであってもよい。

薬液収納部１０２は、計量システム１１から供給された希釈された薬液、あるいは混合により生成された薬液を収納する。
また、薬液収納部１０２は、収納された薬液を処理部１０３に供給する。薬液収納部１０２は、例えば、ガスによる加圧により薬液を供給するものであってもよいし、ケミカルポンプなどにより薬液を供給するものであってもよい。

なお、薬液収納部１０２は必ずしも必要ではなく、計量システム１１から処理部１０３に希釈された薬液、あるいは混合により生成された薬液を供給することもできる。
ただし、薬液収納部１０２を設けるようにすれば、希釈された薬液、あるいは混合により生成された薬液を安定して処理部１０３に供給することができる。

処理部１０３は、希釈された薬液、あるいは混合により生成された薬液を用いるエッチング装置や洗浄装置などとすることができる。
この場合、処理部１０３は、枚葉式の装置（例えば、回転させた処理物に薬液を供給する装置）やバッチ式の装置（例えば、複数の処理物を薬液中に浸漬させる装置）などとすることができる。
なお、処理部１０３には、既知のエッチング装置や洗浄装置などを用いることができるので詳細な説明は省略する。
計量装置１、計量システム１１により計量された薬液、希釈された薬液、混合することで生成された薬液を、例えば、エッチング装置において用いると、エッチングレートの変動を抑制することができるので、安定したエッチング処理が可能となる。

また、図示しない回収装置を設けて、処理部１０３において使用された薬液を回収し、金属イオンなどを除去した後に薬液収納部１０２に戻すこともできる。すなわち、薬液の再利用を行うこともできる。
また、薬液を循環させて再利用する場合には、薬液の劣化状態によっては薬液を廃棄して、新しい薬液を計量装置１、計量システム１１により生成して用いることができる。
薬液を廃棄、または、新しい薬液を生成する基準は、所定の処理をした時間、薬液の劣化の検出結果などに基づいて適宜決定することができる。
また、計量装置１、計量システム１１を複数設置して、薬液を処理部１０３に供給することもできる。

制御部１０６は、処理装置１００に設けられた各要素の動作を制御する。
制御部１０６は、例えば、供給部１０１を制御して計量システム１１に薬液を送る。
制御部１０６は、例えば、計量システム１１を制御して希釈された薬液、あるいは混合により生成された薬液を生成させ、これらを薬液収納部１０２に供給させる。
制御部１０６は、例えば、薬液収納部１０２を制御して、収納された薬液を処理部１０３に供給させる。
制御部１０６は、例えば、処理部１０３を制御して、薬液による処理を処理物（例えば、半導体ウェーハ等）に施す。

[第４の実施形態]
次に、第４の実施形態に係る計量方法について例示する。
第４の実施形態に係る計量方法は、例えば、以下の工程を備えることができる。
管状を呈する計量管２ａの内部に所定の量となるまで液体を供給する工程。
計量管２ａの内部にある液体の上方に第１の圧力のガスを供給する工程。
液体の上方にあるガスの圧力を所定の値まで低減させる工程。
計量管２ａの内部にある液体の上方に第２の圧力のガスを供給して、計量管２ａの内部にある液体を排出させる工程。
この場合、第１の圧力は、第２の圧力よりも高くすることができる。
また、複数の計量管２ａの内部から排出された液体を混合する工程をさらに備えることができる。
なお、各工程における内容は、前述したものと同様とすることができるので詳細な説明は省略する。

以上、実施の形態について例示をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
例えば、計量装置１、計量システム１１に設けられた各要素の形状、寸法、材料、配置、数などは、例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１ 計量装置、２ 計量部、２ａ 計量管、２ｂ 排出管、２ｂ１ 開口部、２ｃ 排気管、２ｃ１ 開口部、２ｄ〜２ｇ 開閉弁、３ 検出部、３ａ 下端検出部、３ｂ 上端検出部、３ｂ１〜３ｂ６ 上端検出部、４ ガス供給部、４ａ ガス制御部、５ 導入部、６ 制御部、１１ 計量システム、１２ 混合容器、１３ 混合部、１４ ガス供給部、１４ａ ガス制御部、１５ａ 開閉弁、１６ 制御部、１００ 処理装置、１０１ 供給部、１０２ 薬液収納部、１０３ 処理部、１０６ 制御部

実施形態に係る計量装置は、管状を呈し、第１の端部が、液体が供給される第２の端部よりも上側に位置するように設けられた計量管と、
前記計量管の第１の端部側に接続し、前記計量管にガスを供給するガス供給部と、
前記第２の端部において、前記計量管に接続し、前記計量管に前記液体を供給する導入部と、
前記第２の端部の側において、前記計量管と接続され、前記計量管にて計量された前記液体を外部へ排出する排出管と、
前記計量管の内部に開口する前記排出管の開口部よりも前記第１の端部側に設けられ、前記計量管の内部にある前記液体を検出する第１の検出部と、
前記第１の検出部よりも前記第２の端部側であって、前記計量管の内部に開口する前記排出管の開口部よりも前記第１の端部側に設けられ、前記計量管の内部にある前記液体を検出する第２の検出部と、
制御部と、を有し、
前記制御部は、前記導入部により前記計量管の内部に前記液体を供給し、前記第１の検出部による前記液体の液面の検出により前記液体の供給を停止させ、前記液体を前記計量管から排出させない状態で、前記ガス供給部により前記ガスを、前記計量管に供給された前記液体の上方に供給した後、前記第１の検出部により前記液体の液面を検出し、その検出に基づいて前記液体の計量を行うことを特徴とする。

Claims (8)

1. 管状を呈し、ガスが供給される第１の端部が、液体が供給される第２の端部よりも上側に位置するように設けられた計量管と、
   前記第１の端部の側において、前記計量管と接続された排気管と、
   前記第２の端部の側において、前記計量管と接続された排出管と、
   前記計量管の内部に開口する前記排気管の開口部よりも前記第２の端部側に設けられ、
   前記計量管の内部にある前記液体を検出する第１の検出部と、
   前記第１の検出部よりも前記第２の端部側であって、前記計量管の内部に開口する前記排出管の開口部よりも前記第１の端部側に設けられ、前記計量管の内部にある前記液体を検出する第２の検出部と、
   前記第１の端部から前記計量管の内部に供給する前記ガスの圧力を制御するガス制御部と、
   前記排気管の前記計量管側とは反対側の端部に設けられた第１の開閉弁と、
   前記排出管の前記計量管側とは反対側の端部に設けられた第２の開閉弁と、
   を備えた計量装置。
2. 前記ガス制御部、前記第１の開閉弁、および前記第２の開閉弁を制御する制御部をさらに備え、
   前記制御部は、前記ガス制御部を制御して、前記第２の開閉弁が閉じられている際に前記計量管の内部に供給する前記ガスの第１の圧力と、前記第２の開閉弁が開かれている際に前記計量管の内部に供給する前記ガスの第２の圧力と、を異なるものとする請求項１記載の計量装置。
3. 前記第１の圧力は、前記第２の圧力よりも高い請求項２記載の計量装置。
4. 複数の、請求項１〜３のいずれか１つに記載の計量装置と、
   前記複数の計量装置から排出された液体を混合する混合部と、
   を備えた計量システム。
5. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の計量装置、または、請求項４記載の計量システムと、
   前記計量装置、または、前記計量システムから排出された液体を用いて処理物の処理を行う処理部と、
   を備えた処理装置。
6. 管状を呈する計量管の内部に所定の量となるまで液体を供給する工程と、
   前記計量管の内部にある前記液体の上方に第１の圧力のガスを供給する工程と、
   前記液体の上方にある前記ガスの圧力を所定の値まで低減させる工程と、
   前記計量管の内部にある前記液体の上方に第２の圧力のガスを供給して、前記計量管の内部にある前記液体を排出させる工程と、
   を備えた計量方法。
7. 前記第１の圧力は、前記第２の圧力よりも高い請求項６記載の計量方法。
8. 複数の前記計量管の内部から排出された液体を混合する工程をさらに備えた請求項６または７に記載の計量方法。

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