JP2023056689A - 分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の枚葉処理に用いられた処理液に含まれる成分の濃度を精度よく検出することができる技術を提供する。【解決手段】本開示の一態様による分析装置は、液受け部と、濃度センサと、を備える。液受け部は、回転しながら液処理が施される基板から流れ出る処理液を受ける。濃度センサは、液受け部内に滞留する処理液に含まれる成分の濃度を検出する。【選択図】図２

Description

開示の実施形態は、分析装置に関する。

従来、半導体ウェハ（以下、ウェハとも呼称する。）などの基板を複数まとめて浸漬処理するバッチ処理において、かかる処理に用いられた処理液に含まれる成分の濃度を検出する技術が知られている（特許文献１参照）。

特開２０１０－２６１７９３号公報

本開示は、基板の枚葉処理に用いられた処理液に含まれる成分の濃度を精度よく検出することができる技術を提供する。

本開示の一態様による分析装置は、液受け部と、濃度センサと、を備える。液受け部は、回転しながら液処理が施される基板から流れ出る処理液を受ける。濃度センサは、前記液受け部内に滞留する前記処理液に含まれる成分の濃度を検出する。

本開示によれば、基板の枚葉処理に用いられた処理液に含まれる成分の濃度を精度よく検出することができる。

図１は、実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す模式図である。 図２は、実施形態に係る処理ユニットの具体的な構成の一例を示す模式図である。 図３は、実施形態に係る分析装置の構成の一例を示す図である。 図４は、実施形態の変形例１に係る分析装置の構成の一例を示す図である。 図５は、実施形態の変形例２に係る分析装置の構成の一例を示す図である。 図６は、実施形態の変形例３に係る分析装置の構成の一例を示す図である。 図７は、実施形態の変形例４に係る分析装置の構成の一例を示す図である。 図８は、実施形態の変形例４に係る分析装置の構成の一例を示す図である。 図９は、実施形態の変形例５に係る分析装置の構成の一例を示す図である。 図１０は、実施形態の変形例６に係る分析装置の構成の一例を示す図である。 図１１は、実施形態の変形例７に係る処理ユニットの具体的な構成の一例を示す模式図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する分析装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態により本開示が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

従来、半導体ウェハ（以下、ウェハとも呼称する。）などの基板を複数まとめて浸漬処理するバッチ処理において、かかる処理に用いられた処理液に含まれる成分の濃度を検出する技術が知られている。

一方で、基板を一枚ずつ回転させながら処理液を吐出して液処理する枚葉処理において、かかる処理に用いられた処理液に含まれる成分の濃度を精度よく検出することは非常に困難である。なぜなら、基板上に形成される液膜の膜厚が非常に薄いため、基板上の処理液を測定した場合、成分の濃度を精度よく検出するための測定長が十分に取れないからである。

そこで、上述の問題点を克服し、基板の枚葉処理に用いられた処理液に含まれる成分の濃度を精度よく検出することができる技術の実現が期待されている。

＜基板処理システムの概要＞
最初に、図１を参照しながら、実施形態に係る分析装置６０（図２参照）が設けられる基板処理システム１の概略構成について説明する。図１は、実施形態に係る基板処理システム１の概略構成を示す図である。以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。

図１に示すように、基板処理システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２と処理ステーション３とは隣接して設けられる。

搬入出ステーション２は、フープ載置部１１と、搬送部１２とを備える。フープ載置部１１には、複数枚の基板、実施形態では半導体ウェハＷ（以下、ウェハＷと呼称する。）を水平状態で収容する複数のフープＨが載置される。

搬送部１２は、フープ載置部１１に隣接して設けられ、内部に基板搬送装置１３と、受渡部１４とを備える。基板搬送装置１３は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１３は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いてフープＨと受渡部１４との間でウェハＷの搬送を行う。

処理ステーション３は、搬送部１２に隣接して設けられる。処理ステーション３は、搬送部１５と、複数の処理ユニット１６とを備える。複数の処理ユニット１６は、搬送部１５の両側に並べて設けられる。

搬送部１５は、内部に基板搬送装置１７を備える。基板搬送装置１７は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１７は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いて受渡部１４と処理ユニット１６との間でウェハＷの搬送を行う。

処理ユニット１６は、基板搬送装置１７によって搬送されるウェハＷに対して所定の基板処理を行う。

また、基板処理システム１は、制御装置４を備える。制御装置４は、たとえばコンピュータであり、制御部１８と記憶部１９とを備える。記憶部１９には、基板処理システム１において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部１８は、記憶部１９に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理システム１の動作を制御する。

なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置４の記憶部１９にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。

上記のように構成された基板処理システム１では、まず、搬入出ステーション２の基板搬送装置１３が、フープ載置部１１に載置されたフープＨからウェハＷを取り出し、取り出したウェハＷを受渡部１４に載置する。受渡部１４に載置されたウェハＷは、処理ステーション３の基板搬送装置１７によって受渡部１４から取り出されて、処理ユニット１６へ搬入される。

処理ユニット１６へ搬入されたウェハＷは、処理ユニット１６によって処理された後、基板搬送装置１７によって処理ユニット１６から搬出されて、受渡部１４に載置される。そして、受渡部１４に載置された処理済のウェハＷは、基板搬送装置１３によってフープ載置部１１のフープＨへ戻される。

＜処理ユニットの構成＞
次に、分析装置６０が搭載される処理ユニット１６の構成について、図２を参照しながら説明する。図２は、処理ユニット１６の具体的な構成の一例を示す模式図である。図２に示すように、処理ユニット１６は、チャンバ２０と、基板処理部３０と、液供給部４０と、回収カップ５０と、分析装置６０とを備える。

チャンバ２０は、基板処理部３０と、液供給部４０と、回収カップ５０と、分析装置６０とを収容する。チャンバ２０の天井部には、ＦＦＵ（Fan Filter Unit）２１が設けられる。ＦＦＵ２１は、チャンバ２０内にダウンフローを形成する。

基板処理部３０は、保持部３１と、支柱部３２と、駆動部３３とを備え、載置されたウェハＷに液処理を施す。保持部３１は、ウェハＷを水平に保持する。支柱部３２は、鉛直方向に延在する部材であり、基端部が駆動部３３によって回転可能に支持され、先端部において保持部３１を水平に支持する。駆動部３３は、支柱部３２を鉛直軸まわりに回転させる。

かかる基板処理部３０は、駆動部３３を用いて支柱部３２を回転させることによって支柱部３２に支持された保持部３１を回転させ、これにより、保持部３１に保持されたウェハＷを回転させる。

保持部３１は、たとえば、ウェハＷの下面を吸着することにより、かかるウェハＷを水平に保持する。なお、保持部３１は、吸着チャックに限られず、静電チャックなどであってもよい。なお、ウェハＷは、基板処理が行われる表面を上方に向けた状態で保持部３１に保持される。

液供給部４０は、ウェハＷに対して処理流体を供給する。液供給部４０は、ノズル４１ａ、４１ｂと、ノズル４１ａ、４１ｂを水平に支持するアーム４２ａと、アーム４２ａを旋回および昇降させる旋回昇降機構４３ａとを備える。

また、液供給部４０は、ノズル４１ｃと、ノズル４１ｃを水平に支持するアーム４２ｂと、アーム４２ｂを旋回および昇降させる旋回昇降機構４３ｂとを備える。

ノズル４１ａは、バルブ４４ａおよび流量調整器４５ａを介してＤＨＦ供給源４６ａに接続される。ＤＨＦ供給源４６ａは、たとえば、ＤＨＦ（希フッ酸）を貯留するタンクである。かかるＤＨＦは、処理液の一例である。

ノズル４１ｂは、バルブ４４ｂおよび流量調整器４５ｂを介してＩＰＡ供給源４６ｂに接続される。ＩＰＡ供給源４６ｂは、たとえば、ＩＰＡ（IsoPropyl Alcohol）を貯留するタンクである。かかるＩＰＡは、処理液の別の一例である。

ノズル４１ｃは、バルブ４４ｃおよび流量調整器４５ｃを介してＤＩＷ供給源４６ｃに接続される。ＤＩＷ供給源４６ｃは、たとえば、ＤＩＷ（DeIonized Water：脱イオン水）を貯留するタンクである。かかるＤＩＷは、処理液のさらに別の一例である。

ノズル４１ａからは、ＤＨＦ供給源４６ａより供給されるＤＨＦが吐出される。ノズル４１ｂからは、ＩＰＡ供給源４６ｂより供給されるＩＰＡが吐出される。ノズル４１ｃからは、ＤＩＷ供給源４６ｃより供給されるＤＩＷが吐出される。

回収カップ５０は、保持部３１を取り囲むように配置され、保持部３１の回転によってウェハＷから飛散する処理液Ｓ（図３参照）を捕集する。回収カップ５０の底部には、排液口５１が形成されており、回収カップ５０によって捕集された処理液Ｓは、かかる排液口５１から処理ユニット１６の外部へ排出される。また、回収カップ５０の底部には、ＦＦＵ２１から供給される気体を処理ユニット１６の外部へ排出する排気口５２が形成される。

分析装置６０は、保持部３１の回転によってウェハＷから流れ出る処理液Ｓに含まれる成分の濃度を検出する。分析装置６０は、たとえば、ウェハＷの縁部よりも外側かつ回収カップ５０よりも内側に配置される。また、分析装置６０は、保持部３１に保持されるウェハＷよりも低い位置に配置される。

＜分析装置の構成＞
次に、実施形態に係る分析装置６０の構成について、図３を参照しながら説明する。図３は、実施形態に係る分析装置６０の構成の一例を示す図である。

図３に示すように、実施形態に係る分析装置６０は、液受け部６１と、濃度センサ６２とを備える。液受け部６１は、回転しながら液処理が施されるウェハＷ（図２参照）から流れ出る処理液Ｓを受ける。濃度センサ６２は、液受け部６１内に滞留する処理液Ｓに含まれる成分の濃度を検出する。

実施形態に係る濃度センサ６２は、たとえば、赤外分光法によって処理液Ｓに含まれる成分の濃度を検出する。濃度センサ６２は、投光部６２ａおよび受光部６２ｂを有する。

投光部６２ａは、たとえば、光ファイバ（図示せず）によって赤外線光源（図示せず）と接続される。投光部６２ａは、かかる赤外線光源から供給される赤外光ＩＲを、液受け部６１の被測定部６５を介して受光部６２ｂに照射する。

受光部６２ｂは、たとえば、光ファイバ（図示せず）によって測光部（図示せず）と接続される。受光部６２ｂは、投光部６２ａから液受け部６１の被測定部６５を介して照射された赤外光ＩＲを受光し、かかる受光した光を測光部に送る。かかる測光部は、受光した赤外光ＩＲを分光し、そのデータを制御部１８（図１参照）に送る。

物質は、それぞれ固有の吸収スペクトルを有する。制御部１８は、赤外光ＩＲの吸収スペクトルから、測定したい成分に応じた所定波長における吸光度を求め、かかる成分の濃度を算出することができる。

たとえば、測光部で得られた赤外光ＩＲの吸収スペクトルにおいて、波長１４６０（ｎｍ）付近には、Ｈ_２ＯのＯＨ結合に起因する吸収のピークが認められる。また、波長１６９０（ｎｍ）付近には、ＩＰＡのＣＨ結合に起因する２つの吸収ピークが認められる。

そこで、処理液ＳにおけるＨ_２Ｏの濃度を検出したい場合には、波長約１４６０（ｎｍ）付近のＯＨ基の吸収ピークにおける吸光度Ａに着目すればよい。なお、波長１４６０（ｎｍ）付近はＯＨ基の伸縮振動の倍音であり、波長１６９０（ｎｍ）付近はＣＨ基の伸縮振動の倍音である。

吸光度Ａは、ランベルト・ベールの法則により、以下の式（１）で表される。
Ａ＝αＬＣ ・・・（１）
Ａ：吸光度
α：吸光係数
Ｌ：測定長
Ｃ：濃度

上記の式（１）に基づけば、検出対象となる成分の吸光係数αおよび測定長Ｌが既知であれば、濃度Ｃの値を求めることができる。そして、実施形態では、図３に示すように、投光部６２ａと受光部６２ｂとの間の距離Ｌ０が測定長Ｌとなる。

一方で、吸光係数αは共存する成分の影響等を受けて変化するため、実際の処理条件に近い条件において、測定長Ｌが等しい処理液Ｓを用いて測定を行って検量線を作成し、その検量線に基づいて濃度Ｃの値を算出するのが好ましい。

実施形態では、濃度センサ６２の赤外線光源が、連続する波長範囲の赤外光ＩＲを発生するとよい。これにより、制御部１８の設定を変更するだけで、多くの成分の濃度検出に対応することができる。

また、検出する成分が定まっている場合でも、吸収ピーク波長は共存する周囲の物質によってシフトする場合があるため、連続した波長の赤外光ＩＲを用いるほうが、より高精度での測定が可能となる。このような光源としては、ハロゲンタングステンランプなどの市販のものを用いることができる。

なお、赤外線光源が発生する赤外光ＩＲは、単一の波長であってもよい。たとえば、赤外線光源は、波長可変レーザであってもよいし、干渉フィルタなどを用いて目的とする成分の吸収ピーク波長を選択的に取り出すものであってもよい。また、投光部６２ａに、バンドパスフィルタである干渉フィルタを設置して、所望の波長の赤外光ＩＲを照射してもよい。

このように、単一の波長の赤外光ＩＲを用いることにより、制御部１８における演算処理を単純にすることができることから、演算速度を速くすることができる。

投光部６２ａは、コリメータなどを用いて平行光線を投光できることが好ましいが、光学系の明るさを確保するために受光部６２ｂに集光する光線を投光できてもよい。

受光部６２ｂに接続される測光部は、受光部６２ｂから光ファイバによって導かれた赤外光ＩＲを必要に応じて分光し、検出して電気信号に変換し、必要に応じて増幅等の処理を行う。

かかる測光部の構造は特に限定されず、回折格子等を用いた分散型分光光度計、フーリエ変換赤外分光光度計等の非分散型分光光度計など、公知のものを用いることができる。なお、投光部６２ａから特定の波長の赤外光ＩＲが投光される場合は、測光部での分光手段は不要である。

制御部１８は、測光部からの電気信号に基づいて、吸収スペクトルや所定波長における吸光度を計算する。また、制御部１８は、吸光度を積算による平均化処理あるいは、単位時間内に度数分布を作成して、メディアン値（中央値）を求めて、測定データのばらつきを抑える処理を行う。その後、制御部１８は、濃度演算等を行う。

連続する波長範囲の赤外光ＩＲを用いる場合、その波長範囲は、検出対象となる成分が吸収する波長を含む必要がある。たとえば、Ｈ_２ＯとＩＰＡとを測定する場合、好ましくは、１３５０（ｎｍ）～１７２０（ｎｍ）を含む波長範囲の赤外光ＩＲを照射する。

また、Ｈ_２Ｏの濃度を測定するための吸収ピークは、前述の波長１４６０（ｎｍ）付近の他に、波長１２００（ｎｍ）付近、波長１９００（ｎｍ）付近、波長２６００（ｎｍ）付近にも存在する。波長１２００（ｎｍ）付近の吸収ピークは吸光係数が小さいが、波長１９００（ｎｍ）および波長２６００（ｎｍ）付近の吸収ピークは吸光係数が大きいため、液受け部６１に滞留する被測定液の滞留量（測定長Ｌ）に応じて適した波長や波長領域を選定すると良い。

図３の説明に戻る。液受け部６１は、流入口６３と、排出口６４と、被測定部６５とを有する。流入口６３は、ウェハＷから流れ出る処理液Ｓが流入する。排出口６４は、液受け部６１の内部に滞留する処理液Ｓを排出する。かかる排出口６４は、流入口６３よりも低い位置に配置される。

被測定部６５は、濃度センサ６２によって処理液Ｓが測定される部位である。すなわち、被測定部６５は、投光部６２ａと受光部６２ｂとの間に位置し、測定用の赤外光ＩＲが通過する部位である。被測定部６５は、流入口６３よりも低く、かつ排出口６４よりも高い位置に配置される。

ここで、実施形態では、回転しながら液処理が施されるウェハＷから流れ出る処理液Ｓを一旦液受け部６１で受けて、かかる液受け部６１において処理液Ｓに含まれる成分の濃度を濃度センサ６２で検出する。

これにより、ウェハＷ上に形成される処理液Ｓの液膜に対して赤外光を照射して濃度を検出する場合と比べて、成分の濃度を精度よく検出するための測定長Ｌを十分に取ることができる。

したがって、実施形態によれば、ウェハＷの枚葉処理に用いられた処理液Ｓに含まれる成分の濃度を精度よく検出することができる。

なお、実施形態において、測定長Ｌは、たとえば、２０００（ｎｍ）付近の波長では１（ｍｍ）以下であることが望ましく、１０００（ｎｍ）付近の波長では１０（ｍｍ）以上であることが望ましい。これにより、ウェハＷの枚葉処理に用いられた処理液Ｓに含まれる成分の濃度をさらに精度よく検出することができる。

また、実施形態では、液受け部６１が、被測定部６５よりも高い位置に流入口６３を有し、被測定部６５よりも低い位置に排出口６４を有する。これにより、液受け部６１で受けた処理液Ｓが被測定部６５で澱まないように、常に外部に流れるようにすることができる。

したがって、実施形態によれば、ウェハＷの枚葉処理において、かかるウェハＷから流れ出る処理液Ｓの成分濃度の時間経過を連続的に検出することができる。

また、実施形態では、ウェハＷの液処理時において、被測定部６５に処理液Ｓが常時滞留するように、流入口６３および排出口６４の大きさが適宜設定されるとよい。これにより、ウェハＷの液処理の最初から最後まで、処理液Ｓの成分濃度の時間経過を連続的に検出することができる。

たとえば、実施形態に係るウェハＷの液処理では、最初にＤＨＦによる基板処理が行われ、次にＤＩＷによるリンス処理が行われ、次にＩＰＡによる乾燥処理が行われる。

そして、ＤＩＷによるリンス処理では、処理液Ｓに含まれるＤＨＦの濃度を分析装置６０で検出することにより、かかるリンス処理の終点検知が可能となる。さらに、ＩＰＡによる乾燥処理では、処理液Ｓに含まれるＤＩＷの濃度を検出することにより、かかる乾燥処理の終点検知が可能となる。すなわち、実施形態では、余分な時間の液処理を省くことができる。

したがって、実施形態によれば、処理ユニット１６に分析装置６０が設けられることにより、ウェハＷの全体的な処理時間を短くすることができることから、ウェハＷを効率的に液処理することができる。

また、実施形態では、余分な液処理を省くことができることから、使用済みの処理液Ｓの排液処理コストや、処理液Ｓの準備コストなどを低減することができる。

なお、実施形態に係るウェハＷの液処理は、上記の例に限られず、２種類以上の成分が処理液Ｓ内で混ざった状態となる液処理であれば適用可能である。

実施形態に係るウェハＷの液処理に用いられる薬液としては、たとえば、ＨＦ（フッ酸）、ＮＨ_４ＯＨ（アンモニア水）、Ｈ_２ＳＯ_４（硫酸）、Ｈ_２Ｏ_２（過酸化水素水）、ＨＣｌ（塩酸）、ＮＨ_４Ｆ（フッ化アンモニウム）などが挙げられる。

また、実施形態に係るウェハＷの液処理では、ＨＮＯ_３（硝酸）、Ｈ_３ＰＯ_４（リン酸）、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）などが用いられてもよい。

また、実施形態では、液受け部６１内に洗浄液（たとえば、ＤＩＷなど）を吐出するノズル（図示せず）が分析装置６０に設けられてもよい。そして、制御部１８は、ウェハＷが液処理されていない時に、かかるノズルから洗浄液を吐出し、液受け部６１の内部を洗浄処理してもよい。

これにより、直前の液処理において液受け部６１に残留する成分によって、次の液処理における濃度検出に誤差が生じることを抑制することができる。したがって、実施形態によれば、ウェハＷの枚葉処理に用いられた処理液Ｓに含まれる成分の濃度をさらに精度よく検出することができる。

また、実施形態では、制御部１８が、上述した液受け部６１の洗浄処理の際に、洗浄液（たとえば、ＤＩＷなど）の測定値を校正基準として赤外分光分析の感度やドリフトを補正してもよい。これにより、ウェハＷの枚葉処理に用いられた処理液Ｓに含まれる成分の濃度をさらに精度よく検出することができる。

＜変形例１＞
つづいては、実施形態に係る基板処理の各種変形例について、図４～図１１を参照しながら説明する。図４は、実施形態の変形例１に係る分析装置６０の構成の一例を示す図である。

図４に示すように、変形例１に係る分析装置６０は、濃度センサ６２の構成が上記の実施形態と異なる。具体的には、変形例１では、投光部６２ａ（図３参照）と受光部６２ｂ（図３参照）とが一体となった濃度センサ６２が用いられる。

また、この濃度センサ６２と向かい合うように、液受け部６１における被測定部６５の反対側にミラー６６が設けられる。かかるミラー６６は、濃度センサ６２から照射される赤外光ＩＲを、かかる濃度センサ６２に反射させる。

このような構成であっても、液受け部６１に滞留する処理液Ｓを濃度センサ６２で測定することにより、ウェハＷの枚葉処理に用いられた処理液Ｓに含まれる成分の濃度を精度よく検出することができる。

また、変形例１では、濃度センサ６２とミラー６６との間の距離の２倍の長さの測定長Ｌを取ることができる。すなわち、変形例１では、液受け部６１のサイズを小さくしたとしても、測定長Ｌを十分に取ることができる。

したがって、実施形態によれば、回収カップ５０内の余剰スペースが小さい処理ユニット１６であっても、分析装置６０を問題無く設置することができる。

＜変形例２＞
図５は、実施形態の変形例２に係る分析装置６０の構成の一例を示す図である。図５に示すように、変形例２に係る分析装置６０は、液受け部６１の構成が上記の実施形態と異なる。具体的には、変形例２では、液受け部６１の底部に排出口６４が複数（図では２つ）設けられる。

これにより、液受け部６１で受けた処理液Ｓが被測定部６５で澱まないように、さらに円滑に外部に流れるようにすることができる。したがって、変形例２によれば、ウェハＷの枚葉処理において、かかるウェハＷから流れ出る処理液Ｓの成分濃度の時間経過を円滑に検出することができる。

なお、図５の例では、液受け部６１に排出口６４が２つ設けられる例について示したが、本開示はかかる例に限られず、液受け部６１に排出口６４が３つ以上設けられてもよい。

＜変形例３＞
図６は、実施形態の変形例３に係る分析装置６０の構成の一例を示す図である。図６に示すように、変形例３に係る分析装置６０は、液受け部６１の配置および構成が上記の実施形態と異なる。具体的には、変形例３では、液受け部６１が回収カップ５０よりも外側に、かつ回収カップ５０と一体となって設けられる。

具体的には、回収カップ５０の側壁５０ａに開口部５０ｂが形成され、かかる開口部５０ｂと液受け部６１の流入口６３とが繋がっている。また、回収カップ５０の側壁５０ａの外側に、かかる側壁５０ａの一部を用いて液受け部６１が形成される。

さらに、液受け部６１の排出口６４に排出流路６７が接続され、かかる排出流路６７は回収カップ５０の排液口５１に繋がっている。

このような構成であっても、液受け部６１に滞留する処理液Ｓを濃度センサ６２（図３参照）で測定することにより、ウェハＷの枚葉処理に用いられた処理液Ｓに含まれる成分の濃度を精度よく検出することができる。

また、変形例３では、回収カップ５０内に余剰スペースが無い処理ユニット１６であっても、分析装置６０を問題無く設置することができる。

なお、この変形例３において、液受け部６１などは、着脱可能に構成されていてもよい。またこの場合、液受け部６１などを取り外す際には、回収カップ５０に形成される開口部５０ｂが蓋などで塞がれるとよい。

＜変形例４＞
図７および図８は、実施形態の変形例４に係る分析装置６０の構成の一例を示す図である。図７に示すように、変形例４に係る分析装置６０は、流入口６３と被測定部６５とが離間して設けられる。

具体的には、変形例４では、漏斗状に形成される流入口６３の下流側に、Ｕ字形状を有する送液通路８０が設けられる。また、かかる送液通路８０の下流側は、たとえば、被測定部６５および排出口６４が設けられる容器部８１の底面に接続される。

かかる容器部８１は、送液通路８０から供給される処理液Ｓを貯留可能に構成され、上面に排出口６４が設けられるとともに、かかる排出口６４よりも低い位置に被測定部６５（すなわち、濃度センサ６２）が設けられる。

そして、変形例４では、図７に示すように、回転しながら液処理が施されるウェハＷから流れ出る処理液Ｓを一旦液受け部６１の流入口６３で受けて、かかる処理液Ｓを送液通路８０を介して容器部８１に供給する。

そして、容器部８１に設けられる被測定部６５において処理液Ｓに含まれる成分の濃度を濃度センサ６２で検出する。さらに、容器部８１に貯留される処理液Ｓは、上面の排出口６４からあふれ出る（オーバーフローする）ように排出される。

このような構成にすることによって、変形例４では、容器部８１において、処理液Ｓに含まれる気泡Ｂが移動する向きと、処理液Ｓが移動する向きとを揃えることができる。すなわち、変形例４では、容器部８１において気泡Ｂが処理液Ｓ内で滞留することを抑制することができる。

したがって、変形例４によれば、被測定部６５において赤外光ＩＲが気泡Ｂによって妨げられることを抑制することができることから、ウェハＷの枚葉処理に用いられた処理液Ｓに含まれる成分の濃度をさらに精度よく検出することができる。

また、変形例４では、流入口６３が排出口６４よりも高い位置に設けられるとよい。これにより、図８に示すように、ウェハＷから流れ出る処理液Ｓの供給が停止された場合でも、容器部８１からの処理液Ｓの排出を抑制することができる。

すなわち、変形例４では、流入口６３が排出口６４よりも高い位置に設けられることにより、ウェハＷからの処理液Ｓの流入量の大小にかかわらず、被測定部６５において処理液Ｓが液切れすることを抑制することができる。

なお、変形例４の液受け部６１は、送液通路８０とドレイン部ＤＲとの間を接続する排出流路８２と、かかる排出流路８２に設けられるバルブ８３とを有していてもよい。

これにより、直前の液処理において液受け部６１に残留する処理液Ｓを排出することができることから、かかる処理液Ｓによって次の液処理における濃度検出に誤差が生じることを抑制することができる。したがって、変形例４によれば、ウェハＷの枚葉処理に用いられた処理液Ｓに含まれる成分の濃度をさらに精度よく検出することができる。

＜変形例５＞
図９は、実施形態の変形例５に係る分析装置６０の構成の一例を示す図である。図９に示すように、変形例５に係る分析装置６０は、液受け部６１の配置および構成が上記の実施形態と異なる。具体的には、変形例５に係る液受け部６１は、リング部６８と、堰部６９とを有する。

リング部６８は、保持部３１に支持され、平面視でウェハＷの縁部に沿って配置される円環形状の部位である。すなわち、変形例５では、リング部６８が保持部３１およびウェハＷとともに回転する。また、リング部６８は、少なくともウェハＷの縁部よりも外側に配置される。

リング部６８は、上面が各種薬液に対する耐食性を有するとともに、赤外光ＩＲを反射させる機能を有する。たとえば、リング部６８は、リング状の反射材（金属材やミラー材など）で構成され、かかる反射材の表面が耐食性を有する透明材料（たとえば、テフロン（登録商標）など）で覆われる。また、リング部６８は、耐食性を有する反射材（たとえば、ステンレスや金めっき材など）で構成されていてもよい。

堰部６９は、リング部６８の縁部に配置され、ウェハＷから流れ出る処理液Ｓ（図３参照）をせき止める。堰部６９は、リング部６８の上面に対して所定の長さ（たとえば、１（ｍｍ）～５（ｍｍ）程度）突出する。

また、変形例５では、投光部６２ａ（図３参照）と受光部６２ｂ（図３参照）とが一体となった濃度センサ６２が、堰部６９にせき止められている処理液Ｓの上方に配置される。かかる濃度センサ６２は、たとえば、アーム４２ａまたはアーム４２ｂ（図ではアーム４２ｂ）に支持される。

そして、変形例５では、回転するウェハＷから流れ出し、堰部６９にせき止められている処理液Ｓを、かかる処理液Ｓの上方に位置する濃度センサ６２で測定する。このような構成であっても、処理液Ｓを所定の高さの堰部６９でせき止めることにより、成分濃度を精度よく検出するための測定長Ｌを十分に取ることができる。

したがって、変形例５によれば、ウェハＷの枚葉処理に用いられた処理液Ｓに含まれる成分の濃度を精度よく検出することができる。

また、変形例５では、ウェハＷとともにリング部６８および堰部６９が回転することから、堰部６９で受けた処理液Ｓが堰部６９の近傍で澱まないように、常に外部に流れるようにすることができる。

したがって、変形例５によれば、ウェハＷの枚葉処理において、かかるウェハＷから流れ出る処理液Ｓの成分濃度の時間経過を連続的に検出することができる。

＜変形例６＞
図１０は、実施形態の変形例６に係る分析装置６０の構成の一例を示す図である。図１０に示すように、変形例６に係る分析装置６０は、液受け部６１の構成が上記の変形例５と異なる。

具体的には、変形例６に係る液受け部６１は、リング部６８が保持部３１ではなく回収カップ５０に支持される。すなわち、変形例６では、リング部６８が回転せずに固定されている。

また、変形例６では、リング部６８に２つの堰部６９（以下、堰部６９Ａ、６９Ｂとも呼称する。）が設けられる。堰部６９Ａは、リング部６８の縁部に配置され、ウェハＷから流れ出る処理液Ｓ（図３参照）が外方に流れ出るのをせき止める。

堰部６９Ｂは、堰部６９ＡとウェハＷの縁部との間に配置され、ウェハＷから流れ出る処理液Ｓが内方に流れ出るのをせき止める。堰部６９Ａ、６９Ｂは、リング部６８の上面に対して所定の長さ（たとえば、１（ｍｍ）～５（ｍｍ）程度）突出する。

すなわち、変形例６では、回転するウェハＷから流れ出した処理液Ｓが、リング部６８、堰部６９Ａおよび堰部６９Ｂで形成される凹部に貯留される。そして、濃度センサ６２は、かかる凹部に貯留される処理液Ｓを測定する。

このような構成であっても、処理液Ｓを所定の深さの凹部で貯留することにより、成分濃度を精度よく検出するための測定長Ｌを十分に取ることができる。したがって、変形例６によれば、ウェハＷの枚葉処理に用いられた処理液Ｓに含まれる成分の濃度を精度よく検出することができる。

また、変形例６では、リング部６８、堰部６９Ａおよび堰部６９Ｂで形成される凹部に排出流路７０が接続され、かかる排出流路７０にエジェクタ７１が設けられるとよい。エジェクタ７１は、強制排出部の一例である。エジェクタ７１は、排出流路７０を介して、凹部に貯留される処理液Ｓを強制的に排出する。

これにより、凹部で貯留した処理液Ｓがかかる凹部内で澱まないように、常に外部に流れるようにすることができる。したがって、変形例６によれば、ウェハＷの枚葉処理において、かかるウェハＷから流れ出る処理液Ｓの成分濃度の時間経過を連続的に検出することができる。

なお、図１０の例では、凹部に貯留される処理液Ｓをエジェクタ７１で強制的に排出する例について示したが、本開示はかかる例に限られず、エジェクタ７１とは異なる部材で凹部に貯留される処理液Ｓを強制的に排出してもよい。

また、上記の変形例５および変形例６では、リング部６８に堰部６９を設ける例について示したが、本開示はかかる例に限られず、リング部６８の上面に凹部が形成されていてもよい。

これによっても、処理液Ｓを所定の深さの凹部で貯留することにより、成分濃度を精度よく検出するための測定長Ｌを十分に取ることができることから、ウェハＷの枚葉処理に用いられた処理液Ｓに含まれる成分の濃度を精度よく検出することができる。

＜変形例７＞
図１１は、実施形態の変形例７に係る処理ユニット１６の具体的な構成の一例を示す模式図である。図１１に示すように、変形例７では、上記の実施形態で説明した分析装置６０に加えて、ウェハＷ表面の処理液Ｓ（図３参照）の成分濃度を検出する別の濃度センサ６２Ａが設けられる。

かかる濃度センサ６２Ａは、投光部６２ａ（図３参照）と受光部６２ｂ（図３参照）とが一体となっており、保持部３１に保持されるウェハＷの上方に配置される。かかる濃度センサ６２Ａは、たとえば、アーム４２ａまたはアーム４２ｂ（図ではアーム４２ｂ）に支持される。

そして、濃度センサ６２Ａは、シリコンで構成されるウェハＷの表面で赤外光ＩＲを反射させることにより、ウェハＷ表面の処理液Ｓの成分濃度を検出する。

ここで、変形例７では、制御部１８（図１参照）が、分析装置６０に設けられる濃度センサ６２（図３参照）による成分濃度の検出結果と、濃度センサ６２Ａによる成分濃度の検出結果とに基づいて、液処理の終点を判定するとよい。これにより、液処理の終点を精度よく判定することができる。

実施形態に係る分析装置６０は、液受け部６１と、濃度センサ６２と、を備える。液受け部６１は、回転しながら液処理が施される基板（ウェハＷ）から流れ出る処理液Ｓを受ける。濃度センサ６２は、液受け部６１内に滞留する処理液Ｓに含まれる成分の濃度を検出する。これにより、ウェハＷの枚葉処理に用いられた処理液Ｓに含まれる成分の濃度を精度よく検出することができる。

また、実施形態に係る分析装置６０において、液受け部６１は、流入口６３と、排出口６４と、被測定部６５と、を有する。流入口６３は、基板（ウェハＷ）から流れ出る処理液Ｓが流入する。排出口６４は、流入口６３よりも低い位置に配置され、内部に滞留する処理液Ｓを排出する。被測定部６５は、流入口６３よりも低く、かつ排出口６４よりも高い位置に配置され、濃度センサ６２によって処理液Ｓが測定される。これにより、ウェハＷの枚葉処理において、かかるウェハＷから流れ出る処理液Ｓの成分濃度の時間経過を連続的に検出することができる。

また、実施形態に係る分析装置６０において、基板（ウェハＷ）の液処理時において被測定部６５に処理液Ｓが常時滞留するように、流入口６３および排出口６４の大きさが設定される。これにより、ウェハＷの液処理の最初から最後まで、処理液Ｓの成分濃度の時間経過を連続的に検出することができる。

また、実施形態に係る分析装置６０において、排出口６４は、液受け部６１に複数設けられる。これにより、ウェハＷの枚葉処理において、かかるウェハＷから流れ出る処理液Ｓの成分濃度の時間経過を円滑に検出することができる。

また、実施形態に係る分析装置６０において、液受け部６１は、基板（ウェハＷ）から流れ出る処理液Ｓを受ける回収カップ５０の外側に設けられる。これにより、回収カップ５０内に余剰スペースが無い処理ユニット１６であっても、分析装置６０を問題無く設置することができる。

また、実施形態に係る分析装置６０において、液受け部６１は、流入口６３と、送液通路８０と、容器部８１と、排出口６４と、被測定部６５とを有する。流入口６３は、基板（ウェハＷ）から流れ出る処理液Ｓが流入する。送液通路８０は、流入口６３の下流側に設けられ、Ｕ字形状を有する。容器部８１は、送液通路８０の下流側に設けられ、処理液Ｓを貯留する。排出口６４は、容器部８１の上面側に設けられ、容器部８１に滞留する処理液Ｓを排出する。被測定部６５は、容器部８１において排出口６４よりも低い位置に配置され、濃度センサ６２によって処理液Ｓが測定される。これにより、ウェハＷの枚葉処理に用いられた処理液Ｓに含まれる成分の濃度をさらに精度よく検出することができる。

また、実施形態に係る分析装置６０において、流入口６３は、排出口６４よりも高い位置に配置される。これにより、ウェハＷからの処理液Ｓの流入量の大小にかかわらず、被測定部６５において処理液Ｓが液切れすることを抑制することができる。

また、実施形態に係る分析装置６０において、液受け部６１は、リング部６８と、堰部６９と、を有する。リング部６８は、基板（ウェハＷ）の縁部に沿って少なくとも縁部よりも外側に配置される。堰部６９は、リング部６８の縁部に配置され、処理液Ｓをせき止める。これにより、ウェハＷの枚葉処理に用いられた処理液Ｓに含まれる成分の濃度を精度よく検出することができる。

また、実施形態に係る分析装置６０において、濃度センサ６２は、堰部６９の近傍に滞留する処理液Ｓを上方から検出する。これにより、ウェハＷの枚葉処理に用いられた処理液Ｓに含まれる成分の濃度を精度よく検出することができる。

また、実施形態に係る分析装置６０において、リング部６８は、液処理中の基板（ウェハＷ）とともに回転する。これにより、ウェハＷの枚葉処理において、かかるウェハＷから流れ出る処理液Ｓの成分濃度の時間経過を連続的に検出することができる。

また、実施形態に係る分析装置６０において、リング部６８は、固定されており、液受け部６１は、堰部６９の近傍に接続される排出流路７０と、排出流路７０に設けられる強制排出部（エジェクタ７１）とを有する。これにより、ウェハＷの枚葉処理において、かかるウェハＷから流れ出る処理液Ｓの成分濃度の時間経過を連続的に検出することができる。

また、実施形態に係る分析装置６０において、濃度センサ６２は、赤外分光法によって成分の濃度を検出する。これにより、ウェハＷから流れ出る処理液Ｓに含まれる成分の濃度を精度よくかつ簡便に検出することができる。

以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

Ｗ ウェハ（基板の一例）
１ 基板処理システム
１６ 処理ユニット
５０ 回収カップ
６０ 分析装置
６１ 液受け部
６２ 濃度センサ
６３ 流入口
６４ 排出口
６５ 被測定部
６８ リング部
６９、６９Ａ、６９Ｂ 堰部
７０ 排出流路
７１ エジェクタ（強制排出部の一例）
８０ 送液通路
８１ 容器部
Ｓ 処理液

Claims (12)

1. 回転しながら液処理が施される基板から流れ出る処理液を受ける液受け部と、
   前記液受け部内に滞留する前記処理液に含まれる成分の濃度を検出する濃度センサと、
   を備える分析装置。
2. 前記液受け部は、
   前記基板から流れ出る前記処理液が流入する流入口と、
   前記流入口よりも低い位置に配置され、内部に滞留する前記処理液を排出する排出口と、
   前記流入口よりも低く、かつ前記排出口よりも高い位置に配置され、前記濃度センサによって前記処理液が測定される被測定部と、
   を有する請求項１に記載の分析装置。
3. 前記基板の液処理時において前記被測定部に前記処理液が常時滞留するように、前記流入口および前記排出口の大きさが設定される
   請求項２に記載の分析装置。
4. 前記排出口は、前記液受け部に複数設けられる
   請求項２または３に記載の分析装置。
5. 前記液受け部は、
   前記基板から流れ出る前記処理液を受ける回収カップの外側に設けられる
   請求項１～４のいずれか一つに記載の分析装置。
6. 前記液受け部は、
   前記基板から流れ出る前記処理液が流入する流入口と、
   前記流入口の下流側に設けられ、Ｕ字形状を有する送液通路と、
   前記送液通路の下流側に設けられ、前記処理液を貯留する容器部と、
   前記容器部の上面側に設けられ、前記容器部に滞留する前記処理液を排出する排出口と、
   前記容器部において前記排出口よりも低い位置に配置され、前記濃度センサによって前記処理液が測定される被測定部と、
   を有する請求項１に記載の分析装置。
7. 前記流入口は、前記排出口よりも高い位置に配置される
   請求項６に記載の分析装置。
8. 前記液受け部は、
   前記基板の縁部に沿って少なくとも前記縁部よりも外側に配置されるリング部と、
   前記リング部の縁部に配置され、前記処理液をせき止める堰部と、
   を有する請求項１に記載の分析装置。
9. 前記濃度センサは、前記堰部の近傍に滞留する前記処理液を上方から検出する
   請求項８に記載の分析装置。
10. 前記リング部は、液処理中の前記基板とともに回転する
    請求項８または９に記載の分析装置。
11. 前記リング部は、固定されており、
    前記液受け部は、前記堰部の近傍に接続される排出流路と、前記排出流路に設けられる強制排出部とを有する
    請求項８または９に記載の分析装置。
12. 前記濃度センサは、赤外分光法によって前記成分の濃度を検出する
    請求項１～１１のいずれか一つに記載の分析装置。

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