JP3798201B2

JP3798201B2 - Substrate processing equipment

Info

Publication number: JP3798201B2
Application number: JP30441299A
Authority: JP
Inventors: 英治奥野; 籍文麻
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1999-10-26
Filing date: 1999-10-26
Publication date: 2006-07-19
Anticipated expiration: 2019-10-26
Also published as: JP2001127034A

Description

【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１Ｂ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、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処理液の流れ方向に幅を持つ光を受ける受光部を有し、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、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り、受光部により処理液中の気泡の発生量に応じた受光量が得られる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、当該受光部において処理液中の気泡の発生量に応じた受光量が得られる。それにより、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】
また、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。すなわち、この光は、断面が点であるような線状の光ではなく、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）、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等のうちいずれかの光であるのがよい。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。
【００１９】
以上のことから、受光部により処理液中の気泡の発生量に応じた受光量が得られることにより処理液中の気泡を早急かつ確実に検出できる。それにより、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。
【００２０】
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。
【００２１】
請求項３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、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、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、発振部および受振部は、それぞれ処理液流通配管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からなり、受振部により処理液中の気泡の発生量に応じた受振電圧値が得られることを特徴とする基板処理装置である。
【００２２】
この請求項３記載の発明によると、請求項１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ができる。超音波を用いて、受振部により得られる処理液中の気泡の発生量に応じた受振電圧値に基づ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。また、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。さらに、発振部および受振部が、それぞれ処理液流通配管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からなり、上記受振部により処理液中の気泡の発生量に応じた受振電圧値が得られることにより、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。
【００２３】
また、本発明に係る基板処理装置においては、超音波式検出機構を、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等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ることができる。この場合、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。
【００２４】
また、請求項４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。
【００２５】
なお、請求項１記載の発明においては、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。
【００２６】
また、請求項１〜４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。
【００２７】
【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。
【００２８】
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３０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２４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。
【００２９】
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４０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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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ＡＣ１，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ＡＣ１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。
【００３３】
ベローズ３３Ｂ，３４Ｂ内部の処理液室ＲＣ１，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３８，３９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。
【００３４】
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ＡＣ１内の空気を大気開放するとともに、シリンダ室３４Ａ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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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５３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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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５４ａ，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５２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ｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４にねじ込まれる。次に、液配管２０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５５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ｎ１，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５５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。
【００４３】
このようにして投光部５１および受光部５２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。
【００４４】
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５３で生成された光は、光ファイバ５１ｆ経由で投光部５１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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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Ｓ２）。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Ｓ１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）。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
さらに、このようにしてベローズポンプ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の交換を早期に実施することができる。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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１５１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。
【００５７】
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Ｗａを供給するための給水口が設けられ、また、側壁面１５４ｂ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。
【００５８】
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，１５４ｃが形成されている。そして、この一対の挿通孔１５４ｃ，１５４ｃ内の底部には、一対のＯリング１５５，１５５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１５５，１５５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。
【００５９】
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。
【００６０】
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１５３で生成された所定の周波数の電圧は、電気配線１５１ｆ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１５３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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
超音波生成検出部１５３は、電気配線１５２ｆ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Ｔ３）。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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、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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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１５０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。
【００７８】
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４０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。
【００７９】
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１５０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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
【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。
【００８５】
また、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が、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り、当該受光部により処理液中の気泡の発生量に応じた受光量が得られることにより、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。
【００８６】
請求項２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。
【００８７】
請求項３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ができる。また、発振部および受振部が、それぞれ処理液流通配管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からなり、当該受振部により処理液中の気泡の発生量に応じた受振電圧値が得られることにより、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、処理液や処理液流通配管の色や透明度の影響を受けず、また、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、気泡の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。
【００８８】
また、請求項１〜４に係る発明の基板処理装置においては、光学式検出機構または超音波式検出機構を、ベローズポンプのベローズの破損による処理液中の発泡、また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等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ることができる。この場合、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。
【００８９】
請求項４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）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides one or a plurality of substrates for various substrates such as a semiconductor wafer, a glass substrate for a liquid crystal display device, a glass substrate for a PDP (plasma display panel), or a glass substrate or a ceramic substrate for a magnetic disk. The present invention relates to a substrate processing apparatus for performing batch processing.
[0002]
[Prior art]
In a manufacturing process of a VLSI (Large Scale Integrated Circuit), for example, a cleaning process for cleaning the surface of a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as “wafer”) using a cleaning liquid, or an etching liquid for the surface of a wafer is used. There is a wet etching process for etching. In these steps, for example, a substrate processing apparatus is used in which a processing liquid such as pure water or a chemical liquid is supplied to the front and back surfaces of a wafer held and rotated by a spin chuck.
[0003]
In such a substrate processing apparatus, the wafer is cleaned or etched by supplying a processing liquid from a nozzle to the wafer surface held by a substrate holding mechanism such as a spin chuck. The processing liquid to be supplied to the nozzle is guided from the processing liquid tank through a predetermined processing liquid pipe. A bellows pump is interposed in the processing liquid pipe for pumping the processing liquid.
[0004]
Here, the structure of the bellows pump will be briefly described with reference to FIG. The bellows pump 1 is, for example, a single bellows type bellows pump configured to pump liquid by expanding and contracting one bellows. The bellows pump 1 contracts the bellows 1B by supplying driving air to the air chamber AC in the cylinder chamber 1A, thereby pumping the processing liquid toward the nozzle via the processing liquid pipe 2A, while the bellows 1B. The bellows 1B is extended by a reaction force of a spring (not shown) provided in connection with the processing liquid. At this time, the processing liquid from the processing liquid tank is supplied to the processing liquid chamber RC inside the bellows 1B via the processing liquid pipe 2B. Configured to capture. When the bellows 1B is contracted, the driving air is supplied to the air chamber AC by switching the three-way valve V, and the air chamber AC has a pressure higher than the atmospheric pressure. When the bellows 1B is extended, the three-way valve By switching V, the air chamber AC is opened to the atmosphere, and the inside of the air chamber AC is almost at atmospheric pressure.
[0005]
Further, a check valve RV1 for circulating the processing liquid only in a direction away from the processing liquid chamber RC is interposed in the middle of the processing liquid pipe 2A on the nozzle side, and in the middle of the processing liquid pipe 2B on the processing liquid supply tank side. Is provided with a check valve RV2 for circulating the processing liquid only in the direction toward the processing liquid chamber RC. If the bellows 1B repeats expansion and contraction by the action of the check valves RV1 and RV2, the processing liquid can be pumped from the processing liquid tank toward the nozzle.
[0006]
Here, the bellows 1B of the bellows pump 1 is made of, for example, a fluororesin and has a service life of 1 to 3 years. Therefore, it is normal that the bellows 1B is regularly replaced before the length of use reaches the service life. However, depending on the circumstances, the bellows may be damaged before the service life due to ambient temperature environment, corrosion due to the processing liquid, or foreign matter in the processing liquid, and the replacement time should be predicted quickly and accurately. Is desired.
[0007]
On the other hand, when the bellows 1B of the bellows pump 1 is damaged, driving air for driving the bellows enters the processing liquid pipe 2A, and a large amount of bubbles are mixed in the processing liquid. In such a case, the flow rate of the processing solution is less than the normal flow rate (when the bellows 1B is not damaged) and becomes unstable, which may cause unevenness in the cleaning process or etching process of the wafer W. . Further, since impurities or the like in the driving air are mixed in the processing liquid, the wafer W may be contaminated or the substrate processing apparatus itself may be contaminated. Therefore, the breakage of the bellows 1B that causes bubbles to be mixed into the processing liquid is detected promptly and accurately, the processing of the wafer W is immediately stopped, and the wafer W in which the processing has failed becomes a subsequent processing step. You must not send it.
[0008]
Therefore, conventionally, the breakage of the bellows 1B has been detected by the electrode 3 provided at the bottom of the air chamber AC of the bellows pump 1 as shown in FIG. That is, when the bellows 1B is damaged and the processing liquid in the processing liquid chamber RC leaks to the air chamber AC, the processing liquid is collected at the bottom of the air chamber AC. This was detected and the breakage of the bellows 1B was detected.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the breakage of the bellows 1B is detected by the electrode 3 in the air chamber AC as in the prior art, there is a serious problem that the breakage of the bellows 1B may not be detected quickly and accurately.
[0010]
For example, when the bellows pump 1 is continuously operated, it is difficult for the processing liquid to leak into the air chamber AC, so that the breakage of the bellows 1B may not be detected quickly and accurately. That is, when the bellows 1B is contracted, driving air having a high pressure is supplied into the air chamber AC, and the pressure in the air chamber AC is higher than the pressure in the processing liquid chamber RC. Therefore, the leakage of the processing liquid from the processing liquid chamber RC to the air chamber AC is unlikely to occur. Further, when the bellows 1B is extended, the processing liquid chamber RC suddenly expands in volume and becomes negative pressure, and the pressure in the air chamber AC (substantially atmospheric pressure) is higher in the processing liquid chamber RC. Since the pressure is higher than the pressure, leakage of the processing liquid into the air chamber AC hardly occurs at this time.
[0011]
For example, even when the operation of the bellows pump 1 is stopped, if the bellows 1B is contracted, the damaged portion (crack) of the bellows 1B is closed, so that the air chamber Leakage of processing liquid into AC is unlikely to occur.
[0012]
Therefore, the treatment liquid leaks into the air chamber AC, and the damage of the bellows pump 1B can be detected quickly and reliably when the operation of the bellows pump 1 is stopped and the bellows 1B is extended. Only. However, even in such a case, if the amount of the processing liquid that leaks due to the breakage of the bellows 1B is relatively small, the processing liquid that has leaked into the air chamber AC is not contacted with the electrode 3. In some cases, the air is dried quickly by low-humidity driving air, so that the breakage of the bellows 1B cannot be detected.
[0013]
On the other hand, it seems to be preferable to directly detect bubbles in the processing liquid caused by the above-described damage of the bellows 1B. However, a detection mechanism that can detect such bubbles quickly and reliably is provided. It did not exist in the past. In other words, even when trying to detect bubbles using a detection mechanism such as a straight beam optical sensor or capacitance sensor, the detection of bubbles is unstable and often falsely detected, especially when the amount of bubbles generated is relatively small. It was happening.
[0014]
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned technical problems and to detect the bubbles in the processing liquid promptly and reliably, thereby preventing the processing unevenness of the substrate and the contamination of the substrate. It is to provide a substrate processing apparatus. Another object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of preventing the occurrence of substrate processing irregularities and substrate contamination by detecting the breakage of the bellows promptly and reliably. is there.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 for achieving the above object is a substrate processing apparatus for processing a substrate using a processing liquid, wherein the processing liquid is distributed in the processing liquid distribution pipe and the processing liquid distribution pipe is disposed in the vicinity. At least a light projecting unit that emits light having a width in the flow direction of the processing liquid in the processing liquid circulation pipe toward the processing liquid circulation pipe, and a position facing the light projecting unit across the processing liquid circulation pipe Detects bubbles contained in the processing liquid in the processing liquid distribution pipe by receiving the light having a width in the flow direction of the processing liquid emitted from the light projecting section and transmitted through the processing liquid distribution pipe. The light that is emitted from the light projecting unit, transmitted through the processing liquid circulation pipe, and received by the light receiving unit has a width in the flow direction of the processing liquid that is perpendicular to the flow direction of the processing liquid. Light with a cross section longer than the width The amount of light received according to the amount of bubbles generated in the processing liquid can be obtained by the light receiving part. This is a substrate processing apparatus.
[0016]
According to this configuration, at least the light projecting unit that emits light having a width in the flow direction of the processing liquid (hereinafter referred to as the liquid flow direction) and the liquid emitted from the light projecting unit and transmitted through the processing liquid circulation pipe. By an optical detection mechanism having a light receiving portion that receives light having a width in the flow direction, A light receiving amount corresponding to the amount of bubbles generated in the processing liquid is obtained in the light receiving unit. Thereby, Air bubbles in the processing liquid distribution pipe can be detected quickly and accurately. In other words, since the optical detection mechanism monitors the bubbles in a range that spreads in the liquid flow direction, even if the light sampling interval at the light receiving unit is relatively long, the bubbles that try to flow away in the liquid flow direction are overlooked. Without fail. In addition, since a large number of bubbles are monitored simultaneously in a wide range, the detection results are averaged and a stable result is obtained.
[0017]
In addition, the generation of bubbles in the processing liquid may occur due to foaming of the processing liquid itself in addition to the case where the bellows of the bellows pump is broken, and the invention according to claim 1 can be widely applied to such a case. is there. Note that the foaming of the treatment liquid itself is caused by cavitation associated with a decrease in the liquid pressure of the treatment liquid or foaming of the chemical substance itself contained in the treatment liquid.
[0018]
Further, the light emitted from the light projecting part and transmitted through the processing liquid circulation pipe and received by the light receiving part has a cross section in which the width in the flow direction of the processing liquid is longer than the width in the direction perpendicular to the flow direction of the processing liquid. Light. That is, this light is not a linear light whose cross section is a point, but a substantially flat light having a width that spreads along the flow direction of the processing liquid (so-called flat beam), and its longitudinal direction is the liquid flow direction. The light may be any of light having a substantially rectangular cross section and light having an elliptical cross section whose major axis direction substantially matches the liquid flow direction. According to this, since bubbles can be captured in a wider range in the flow direction of the treatment liquid flowing through the treatment liquid circulation pipe having a predetermined thickness, the bubbles can be detected stably without missing the bubbles. Accuracy is improved.
[0019]
From the above, By receiving the amount of received light according to the amount of bubbles generated in the processing liquid by the light receiving unit Air bubbles in the processing solution can be detected quickly and reliably . Thereby, It is possible to prevent the processing liquid from becoming unstable due to the unstable flow rate of the processing liquid, and it is possible to prevent the substrate from being contaminated by impurities mixed into the processing liquid.
[0020]
As in the second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the light emitted from the light projecting section and transmitted through the processing liquid circulation pipe and received by the light receiving section spreads along the flow direction of the processing liquid. It should be a substantially flat light with a width. According to this, since the thickness of light is thin, even when the inner diameter of the processing liquid circulation pipe is particularly small, light can be efficiently irradiated to the inner diameter portion of the processing liquid circulation pipe without waste. This improves the bubble detection accuracy.
[0021]
Claim 3 The described invention is a substrate processing apparatus for processing a substrate using a processing liquid, provided in the vicinity of a processing liquid distribution pipe through which the processing liquid flows and a processing liquid distribution pipe. An oscillating unit that emits sonic vibration, and a vibration receiving unit that is provided at a position facing the oscillating unit across the processing liquid circulation pipe and that receives ultrasonic vibration emitted from the oscillating part and passing through the processing liquid circulation pipe. And an ultrasonic detection mechanism that detects bubbles contained in the processing liquid in the liquid circulation pipe, and the oscillation part and the vibration receiving part each have a rectangular shape having a longitudinal direction substantially coinciding with the liquid flow direction in the processing liquid circulation pipe From the diaphragm of The vibration receiving unit can obtain a vibration receiving voltage value corresponding to the amount of bubbles generated in the processing liquid. This is a substrate processing apparatus.
[0022]
This claim 3 According to the described invention, the claims 1 Similar to the described invention, bubbles in the processing liquid can be detected quickly and reliably. Using ultrasound Based on the vibration receiving voltage value corresponding to the amount of bubbles generated in the processing liquid obtained by the vibration receiving unit Since air bubbles are detected, it is not affected by the color or transparency of the processing liquid, and it can be applied even if the processing liquid has a dark color or is opaque. Further, since the transparency of the treatment liquid circulation pipe is not affected, the treatment liquid circulation pipe can be applied to an opaque one that does not transmit light, for example, an opaque resin pipe or metal pipe. Moreover, even if solid or gel-like foreign matter passes through the treatment liquid circulation pipe or adheres to the inner wall surface of the treatment liquid circulation pipe, the foreign substance is not mistakenly detected as a bubble and is not detected. . Further, the oscillation part and the vibration receiving part are each composed of a rectangular diaphragm having a longitudinal direction substantially coinciding with the liquid flow direction in the processing liquid circulation pipe. Thus, a vibration receiving voltage value corresponding to the amount of bubbles generated in the processing liquid can be obtained by the vibration receiving unit. As a result, the bubbles can be captured in a wider range in the liquid flow direction, and the detection accuracy of the bubbles is improved.
[0023]
Further, in the substrate processing apparatus according to the present invention, the ultrasonic detection mechanism is used for the processing liquid itself caused by cavitation accompanying the decrease in the liquid pressure of the processing liquid or foaming of the chemical substance itself contained in the processing liquid. Can be used to detect foaming. In this case, since bubbles in the processing liquid can be reliably detected, it is possible to prevent the processing liquid from becoming unstable and to prevent uneven processing such as cleaning and etching of the substrate. Contamination of the substrate and the substrate processing apparatus itself can be prevented in advance by preventing impurities from entering the substrate.
[0024]
Claims 4 As in the described invention, the apparatus further includes a liquid storage chamber that is provided around the processing liquid circulation pipe and stores the liquid in contact with the processing liquid circulation pipe, and the oscillating unit and the vibration receiving unit are located at positions sandwiching the liquid storage chamber. It is good to be provided. In this way, since the liquid in the liquid storage chamber has the property of efficiently transmitting ultrasonic vibrations, the ultrasonic vibrations from the oscillating unit can be reliably transmitted to the receiving unit, and bubble detection can be performed. Furthermore, it is possible to reliably detect the breakage of the bellows.
[0025]
Claims 1 In the described invention, the light emitted from the light projecting unit may include light other than light having a width in the liquid flow direction. In such a case, in the light receiving unit, from the light projecting unit. The light having a width in the liquid flow direction may be selected and received. Furthermore, the color of light from the light projecting unit may be anything, and may be red light or green light, or may be infrared light. However, in order to detect bubbles accurately, it is preferable to avoid using light of the same color as the treatment liquid. Furthermore, the light from the light projecting unit may be light with low directivity such as LED light, or may be light with high directivity such as laser light.
[0026]
Claims 1 to 4 The "treatment liquid" described in any of the above may be any liquid for treating the substrate. For example, pure water for cleaning or etching the surface of the substrate, or a chemical solution (for example, hydrofluoric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid) , Nitric acid, acetic acid, phosphoric acid, citric acid, ammonia, or a solution containing hydrogen peroxide water). Alternatively, it may be a resist solution for forming a photosensitive resist film on the surface of the substrate or a stripping solution for removing the photosensitive resist film formed on the substrate surface.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0028]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present invention. In this substrate processing apparatus, a cleaning process or an etching process is performed on the surface of the wafer W by supplying a processing liquid such as hydrofluoric acid (HF) from the nozzle N to the wafer W held and rotated by the spin chuck SC. The processing liquid to be supplied to the nozzle N is guided from the processing liquid tank 10 through the liquid pipe 20. A bellows pump 30 is interposed in the liquid pipe 20 for pumping the processing liquid. Further, the liquid pipe 20 includes a flow meter 21 for measuring the flow rate of the processing liquid, a filter 22 for removing foreign matter in the processing liquid, a flow rate adjusting valve 23 for adjusting the flow rate of the processing liquid, and a processing liquid flow rate. An air valve 24 for starting / stopping the supply is interposed. Between the air valve 24 and the nozzle N, a pressure sensor 25 for detecting the pressure of the processing liquid passing through the liquid pipe 20 is provided. By monitoring the output of the pressure sensor 25, it is possible to monitor the start / stop status of the treatment liquid supply by the air valve 24.
[0029]
In the liquid pipe 20, from the position between the filter 22 and the flow rate adjusting valve 23 (that is, between the bellows pump 30 and the nozzle N), when the air valve 24 is in a closed state, the processing liquid is processed. A circulation pipe 40 for returning to the tank 10 is branched. An intermediate portion of the circulation pipe 40 is provided with an air valve 41 that is controlled to be closed when the air valve 24 is in an open state and is controlled to be open when the air valve 24 is in a closed state. Yes. The circulation pipe 40 is also provided with a flow rate adjusting valve 42 for adjusting the flow rate of the processing liquid returned to the processing liquid tank 10.
[0030]
Further, the liquid pipe 20 between the bellows pump 30 and the flow meter 21 is attached with a heat exchanger 26 as temperature adjusting means for keeping the temperature of the processing liquid constant. Here, the bellows pump 30 is continuously operated. Therefore, when the air valve 24 is closed and the processing liquid is not discharged from the nozzle N, the air valve 41 is opened and the circulation pipe 40 is passed through. Then, the processing liquid is returned to the processing liquid tank 10. Thus, when the processing liquid is not discharged from the nozzle N, the processing liquid can be circulated through the heat exchanger 26, and the process liquid tank 10 is connected to the connection portion between the liquid pipe 20 and the circulation pipe 40. In the liquid pipe 20, the temperature of the processing liquid can be maintained at an optimum value.
[0031]
Here, the bellows pump 30 may be the same as the single bellows type bellows pump 1 shown in FIG. 6 (however, it is not always necessary to include the electrode 3). A double bellows type bellows pump 30 as shown in FIG. This double bellows-type bellows pump 30 has a configuration in which two single-type bellows pumps 1 shown in FIG. 6 are combined, and the processing liquid can be produced in a state where pulsation is reduced by alternately driving the bellows. Can be pumped.
[0032]
The configuration of the bellows pump 30 will be described in detail with reference to FIG. 2. The bellows pump 30 has a pair of bellows portions 33 and 34 each having the same configuration as a single type bellows pump. The bellows pump 30 has a pair of cylinder chambers 33A and 34A arranged to face each other, and bellows 33B and 34B are arranged in the cylinder chambers 33A and 34A, respectively. The internal spaces of the cylinder chambers 33A and 34A are air chambers AC1 and AC2, respectively. Drive air is alternately supplied into the pair of air chambers AC1 and AC2 via the electromagnetic valves SV. The air in the air chambers AC1 and AC2 is alternately released to the atmosphere via the electromagnetic valve SV. That is, when the driving air is supplied into the air chamber AC1, the driving air in the air chamber AC2 is released to the atmosphere, and when the driving air is supplied into the air chamber AC2, the driving air in the air chamber AC1 is released to the atmosphere. Is done. The end portions of the bellows 33B and 34B are connected by a connecting member 35 (indicated by a two-dot chain line in FIG. 2), and the extension of one bellows and the contraction of the other bellows are synchronized.
[0033]
The processing liquid chambers RC1 and RC2 inside the bellows 33B and 34B communicate with processing liquid inflow passages 36 and 37, respectively, to which the processing liquid tank 20 on the processing liquid tank 10 side is connected and the processing liquid from the processing liquid tank 10 is guided. Yes. Check valves RV3 and RV4 for preventing backflow to the processing liquid tank 10 are interposed in the processing liquid inflow paths 36 and 37, respectively. Further, the processing liquid chambers RC1 and RC2 are connected to processing liquid outflow passages 38 and 39 through which the processing liquid flows out toward the nozzle N by connecting the liquid pipe 20 on the nozzle N side. Check valves RV5 and RV6 that allow only the outflow of the processing liquid to the nozzle N side are interposed in the processing liquid outflow paths 38 and 39, respectively. The vicinity of the connection portion between the liquid pipe 20 and the treatment liquid outflow passages 38 and 39 is an outflow port 31, and the vicinity of the connection portion between the liquid pipe 20 and the treatment liquid inflow passages 36 and 37 is an inflow port 32. ing.
[0034]
The solenoid valve SV is, for example, a four-port, two-position type solenoid valve, and first releases the air in the air chamber AC1 of the cylinder chamber 33A to the atmosphere and supplies driving air to the air chamber AC2 of the cylinder chamber 34A. (Left position: illustrated position) and a second position (right position) for supplying driving air into the air chamber AC1 of the cylinder chamber 33A and releasing the air in the air chamber AC2 of the cylinder chamber 34A to the atmosphere. be able to. The electromagnetic valve SV is supplied with driving air whose pressure is controlled by a pressure adjusting valve or the like from a driving air supply source (not shown).
[0035]
With the above-described configuration, the bellows pump 30 alternately expands and contracts the bellows 33B and 34B, so that the processing liquid is reduced in a state where there is little pulsation from the liquid pipe 20 on the processing liquid tank 10 side to the liquid pipe 20 on the nozzle N side. Can be sent out.
[0036]
Next, as shown in FIG. 1, an optical sensor 50 is provided in the vicinity of the outlet 31 of the bellows pump 30 in the liquid pipe 20 so that bubbles of the processing liquid in the liquid pipe 20 can be detected. It has become. In addition, at least a portion of the liquid pipe 20 to which the optical sensor 50 is attached is transparent (colorless transparent or colored transparent) so that light from the optical sensor 50 can be transmitted. Incidentally, the inner diameter of the liquid pipe 20 is about 6 mm, for example, and is relatively thin (small).
[0037]
Here, the configuration of the optical sensor 50 will be briefly described with reference to the perspective view of FIG. The optical sensor 50 is provided in the vicinity of the liquid pipe 20, and is a substantially flat plate having a width that extends toward the liquid pipe 20 in the processing liquid flow direction F (hereinafter referred to as the liquid flow direction F) in the liquid pipe 20. A light projecting portion 51 that emits a light L and a substantially flat light L emitted from the light projecting portion 51 and transmitted through the liquid pipe 20. And a light generation detection unit 53 that generates the light L emitted from the light projecting unit 51 and samples the amount of the light L received by the light receiving unit 52. The optical sensor 50 includes an optical fiber 51f that connects the light generation detection unit 53 and the light projecting unit 51, and an optical fiber 52f that connects the light generation detection unit 53 and the light receiving unit 52. Yes. The liquid pipe 20 is installed substantially vertically, and the liquid flow direction F is a direction from the bottom to the top in the liquid pipe 20.
[0038]
Here, the light projecting unit 51 is made of a substantially rectangular plate-like member, and a slit-like light projecting the substantially flat light L is formed on the surface of the light projecting unit 51 facing the liquid pipe 20. An optical window 51a is provided. In addition, a prism and a reflecting mirror (not shown) are provided inside the light projecting unit 51 to disperse and bend the incident light to convert it into a substantially flat light L having a wide width. Yes.
[0039]
The light receiving portion 52 is made of a substantially rectangular plate-like member, and a slit-shaped light receiving window 52a for receiving the light L is provided on the surface of the light receiving portion 52 facing the liquid pipe 20. In addition, a prism and a reflecting mirror (not shown) for condensing and bending the light L received by the light receiving window 52a are provided inside the light receiving portion 52.
[0040]
With these configurations, the light projecting unit 51 can emit the substantially flat light L, and the light receiving unit 52 receives the substantially flat light L emitted from the light projecting unit 51 and transmitted through the liquid pipe 20. Be able to. In addition, the light L emitted from the light projecting unit 51 exhibits, for example, red having a relatively long wavelength.
[0041]
On the other hand, the light projecting unit 51 and the light receiving unit 52 are attached to the liquid pipe 20 by sandwiching the liquid pipe 20, the light projecting unit 51, and the light receiving unit 52 between the mounting base 54 and the mounting plate 55. Has been. For example, this clamping is achieved as follows.
[0042]
First, the light projecting unit 51 and the light receiving unit 52 are respectively attached to the mounting surfaces 54a and 54b on the same plane of the mounting base 54 by two mounting screws (not shown). At this time, the two mounting screws (four in total) are inserted into the mounting holes M1, M2, M3, and M4 of the light projecting unit 51 and the light receiving unit 52, and then the mounting base 54 is respectively mounted. Are screwed into the female screws m1, m2, m3, m4. Next, the liquid pipe 20 is fitted into the circular groove 54c of the mounting base 54 and the mounting plate 55 is fitted to the circular groove 55a of the mounting plate 55, and four mounting screws (not shown) are attached to the mounting base 54. )). At this time, the four mounting screws are inserted into the mounting holes N1, N2, N3, and N4 of the mounting plate 55, and then the female screws n1, n2, n3, and n4 formed on the mounting base 54, respectively. Screwed into. At this time, the liquid pipe 20 is sandwiched between the mounting base 54 and the mounting plate 55, and is sandwiched in a state of being slightly crushed in the diameter direction.
[0043]
By attaching the light projecting unit 51 and the light receiving unit 52 to the liquid pipe 20 in this way, the substantially flat light L is light having a width that spreads along the liquid flow direction F in the liquid pipe 20, in other words, The light has a width that spreads along the length direction of the liquid pipe 20. Further, by this attachment, the flat light L passes through the central axis O of the liquid pipe 20, and in the direction perpendicular to the liquid flow direction F in the liquid pipe 20, the bubble trapping range is made as large as possible. The idea to do is made. However, the flat light L does not necessarily have to pass through the central axis O, and may pass through the range of the inner diameter of the liquid pipe 20.
[0044]
Here, the light generation detection unit 53 generates light and sends it to the light projecting unit 51 via the optical fiber 51f, and the light amount received by the light receiving unit 52 via the optical fiber 52f (hereinafter referred to as light receiving). A function of sampling). Thereby, the light generated by the light generation detection unit 53 reaches the light projecting unit 51 via the optical fiber 51 f and becomes light L from the light projecting window 51 a of the light projecting unit 51 toward the liquid pipe 20. Be emitted. The light L emitted from the light projecting window 51a of the light projecting unit 51 and passing through the liquid pipe 20 is received by the light receiving window 52a of the light receiving unit 52 and reaches the light generation / detection unit 53 via the optical fiber 52f. The amount of received light is sampled at a predetermined sampling interval.
[0045]
Here, the amount of received light sampled by the light generation detection unit 53 decreases as the amount of bubbles contained in the processing liquid flowing through the liquid pipe 20 increases. This is because the bubbles in the processing liquid refract and scatter the light L emitted from the light projecting window 51a of the light projecting unit 51 in a direction different from the direction toward the light receiving window 52a of the light receiving unit 52. This is because the amount of light L reaching the light receiving window 52a is reduced. That is, when the treatment liquid does not contain bubbles or is relatively small, the amount of received light is almost equal to the amount of light emitted from the light projecting unit 51 (hereinafter referred to as the amount of emitted light), and has a large value. In addition, when a relatively large amount of bubbles are present in the processing liquid, the amount of received light is remarkably reduced to a small value.
[0046]
Further, a detection circuit (not shown) is further provided in the light generation detection unit 53, and this detection circuit is based on the amount of light received by the light reception unit 52 and sampled by the light generation detection unit 53. Then, a bubble detection signal (hereinafter referred to as a bubble detection signal) is output to the control unit C of the substrate processing apparatus. The detection circuit may output a bubble detection signal to the control unit C of the substrate processing apparatus based on, for example, the ratio of the received light amount to the emitted light amount or the difference between the emitted light amount and the received light amount.
[0047]
Here, the control operation in the light generation detection unit 53 and the control unit C will be described. For example, the light generation detection unit 53 performs control as shown in the flowchart of FIG. 4A, and the control unit C performs control as shown in the flowchart of FIG. That is, the light generation detection unit 53 samples the amount of light received via the optical fiber 52f (step S1), and determines whether the amount of light received is equal to or less than a predetermined reference value (hereinafter referred to as a threshold) (step S2). If the amount of received light exceeds the threshold, step S1 is executed again after the elapse of a predetermined sampling interval, and the amount of received light is sampled. If the amount of received light is equal to or less than the threshold, the control unit A bubble detection signal is sent to C (step 3).
[0048]
On the other hand, the control unit C normally performs normal processing such as supplying the processing liquid to the wafer W while rotating the spin chuck SC holding the wafer W, as already described with reference to FIG. (Step T1). On the other hand, the control unit C also determines whether or not a bubble detection signal has been sent from the light generation detection unit 53 (step T2). If no bubble detection signal has been sent, step C1 is executed. The normal process is executed continuously, but when a bubble detection signal is sent, an abnormal process is performed (step T3). In this abnormal process, for example, an alarm is issued to notify an operator around the substrate processing apparatus of the abnormality, or the substrate processing apparatus is stopped.
[0049]
Here, the stop of the substrate processing apparatus refers to, for example, stopping loading of a new substrate into the substrate processing apparatus or stopping unloading of the substrate being processed by the substrate processing apparatus to the outside of the substrate processing apparatus. It is to do. When this abnormal processing actually occurs, the operator confirms that the bellows 30B of the bellows pump 30 is damaged, and if the bellows 30B is damaged, the bellows 30B is replaced. Thus, the recovery operation of the substrate processing apparatus is performed.
[0050]
The light generation detection unit 53 is also provided with a volume (not shown) for adjusting the threshold value of the received light amount, a display unit (not shown) that can display the received light amount, the threshold value, and the like. The operator can adjust the threshold value of the amount of received light to a desired value by operating the volume while looking at the display unit. Further, the received light amount displayed on the display unit and the threshold value thereof are represented by, for example, a relative received light amount when the resolution of the received light amount sampling in the detection circuit of the light generation detection unit 53 is 1.
[0051]
Here, the above-described light generation detection unit 53 is generally called a sensor amplifier. Actually, a light emitting element inside the light generation detection unit 53 is supplied with electric energy (voltage or voltage) supplied to the light emission element. Current) is converted into light energy to generate light, and the light receiving element inside the light generation detection unit 53 converts the light energy of the received light into electrical energy (voltage or current), and this voltage value Or the current value is read and sampled. Therefore, the amount of received light actually sampled by the light generation detection unit 53 is recognized as a voltage value or a current value.
[0052]
According to the first embodiment using the optical sensor 50 as described above, the substantially flat light L emitted from the light projecting unit 51 and transmitted through the liquid pipe 20 and received by the light receiving unit 52 is obtained as follows. It has a width in the liquid flow direction F in the pipe 20. For this reason, since the bubbles are monitored in a range that extends in the liquid flow direction F, even if the light reception amount sampling interval in the detection circuit of the light generation detection unit 53 is relatively long, the bubbles will flow away in the liquid flow direction F. It is possible to detect reliably without missing any bubbles. In addition, since a large number of bubbles are monitored simultaneously in a wide range, the detection results are averaged and a stable result is obtained. If air bubbles in the processing liquid are reliably detected in this way, the flow rate of the processing liquid can be stabilized, and uneven processing such as cleaning and etching of the wafer W can be prevented beforehand. Contamination of the wafer W and the substrate processing apparatus itself can be prevented in advance by preventing impurities from entering the substrate.
[0053]
Furthermore, by reliably detecting bubbles in the processing liquid flowing through the liquid pipe 20 connected to the outlet 31 of the bellows pump 30 in this manner, it is possible to reliably know that the bellows 30B of the bellows pump 30 has been damaged. It is possible to replace the bellows pump 30 at an early stage.
[0054]
Further, in addition to the generation of bubbles in the processing liquid due to the breakage of the bellows 30B, the processing liquid is also foamed, such as cavitation associated with a decrease in the processing liquid pressure and foaming of the chemical substance itself contained in the processing liquid. Bubbles may be generated in the liquid. Even in such a case, bubbles in the processing liquid can be detected quickly and reliably. Furthermore, normally, the amount of bubbles generated due to breakage of the bellows 30B is larger than the amount of bubbles generated due to foaming of the above-described processing liquid itself. For example, depending on the volume of the light generation detection unit 53 of the optical sensor 50, If the threshold of the amount of received light is set to a value corresponding to the middle of the amount of bubbles generated, it is possible to distinguish between bubbles caused by the damage of the bellows 30B and bubbles caused by foaming of the processing liquid itself.
[0055]
Next explained is a substrate processing apparatus according to the second embodiment of the invention. Note that in the substrate processing apparatus according to the second embodiment, the description of the same parts as those of the substrate processing apparatus according to the above-described first embodiment will be omitted, and in FIG. The same reference numerals are given to the same parts as those described in the embodiment. Here, in the first embodiment described above, the optical sensor 50 is used to detect bubbles in the processing liquid, but in the second embodiment, bubbles in the processing liquid are detected. For this purpose, an ultrasonic sensor 150 is used. Therefore, the substrate processing apparatus of the second embodiment has a form in which the optical sensor 50 is replaced with the ultrasonic sensor 150 in the vicinity of the outlet 31 of the bellows pump 30 of the substrate processing apparatus shown in FIG. .
[0056]
FIG. 5 is a cross-sectional view seen from the side of the liquid pipe 20 showing the configuration of the ultrasonic sensor 150 according to the second embodiment of the present invention. The ultrasonic sensor 150 is provided near the side of the liquid pipe 20, and an oscillating unit 151 that emits ultrasonic vibration having a predetermined amplitude toward the liquid pipe 20, and the oscillating unit 151 sandwiching the liquid pipe 20. A vibration receiving unit 152 that receives ultrasonic vibration emitted from the oscillating unit 151 and passed through the liquid pipe 20, and a voltage for generating ultrasonic vibration emitted from the oscillating unit 151, An ultrasonic generation detection unit 153 that samples the amplitude of ultrasonic vibration received by the vibration receiving unit 152 is provided.
[0057]
A water storage tank 154 is provided so as to surround the liquid pipe 20. A water storage chamber 154a is formed inside the water storage tank 154, and the water storage chamber 154a is provided in a substantially cylindrical shape around the liquid pipe 20 so that the water Wa in contact with the liquid pipe 20 is supplied. It can be stored. The oscillation unit 151 and the vibration receiving unit 152 are embedded in the side wall surface 154b of the water storage tank 154 so as to face each other, and the liquid pipe 20 intersects with a straight line connecting the oscillation unit 151 and the vibration receiving unit 152. It has become. Although not shown, actually, a water supply port for supplying water Wa to the water storage chamber 154a is provided at the upper portion of the side wall surface 154b, and the water storage chamber is provided at the lower portion of the side wall surface 154b. A drain outlet for discharging water Wa from 154a is formed. Thereby, the water Wa can be supplied into the water storage chamber 154a or the water Wa can be discharged from the water storage chamber 154a.
[0058]
Further, a pair of insertion holes 154 c and 154 c into which the liquid pipe 20 can be inserted are formed at the upper end and the lower end of the water storage tank 154. A pair of O-rings 155 and 155 are provided at the bottoms in the pair of insertion holes 154c and 154c. A female screw is formed on the inner wall surface near the opening of the pair of insertion holes 154c, 154c, and pipe fixing screws 156, 156 (male screws) through which the liquid pipe 20 can be inserted are screwed into the female screw. It comes to match. Accordingly, if the pipes 156, 156 are tightened with the liquid pipe 20 inserted through the pair of insertion holes 154c, 154c and the pipe set screws 156, 156 in the form shown in FIG. The type sensor 150 can be fixed to the liquid pipe 20, and the water Wa can be sealed in the water storage chamber 154a. That is, the pair of O-rings 155 and 155 are crushed by the pipe set screws 156 and 156, the inner circumferences of the pair of O-rings 155 and 155 are brought into close contact with the outer circumference of the liquid pipe 20, and the liquid pipe 20 is paired with each other. The liquid pipe 20 and the ultrasonic sensor 150 are fixed between the O-rings 155 and 155, and the water Wa is sealed in the water storage chamber 154a.
[0059]
Here, the oscillating unit 151 includes a vibrator 151a that converts the supplied voltage into ultrasonic vibration having a predetermined vibration energy (amplitude), and a circular diaphragm 151b that is ultrasonically vibrated by the vibrator 151a. is doing. The vibration receiving unit 152 includes a vibration plate 152b that vibrates in response to ultrasonic vibration, and a circular vibrator 152a that converts vibration energy (amplitude) of the vibration plate 152b into a voltage value. Accordingly, the oscillation unit 151 can emit ultrasonic vibration having a predetermined amplitude by the supplied voltage, and the vibration receiving unit 152 receives the ultrasonic vibration emitted from the oscillation unit 151 and passed through the liquid pipe 20. It can be converted into a voltage corresponding to a predetermined amplitude.
[0060]
Further, the ultrasonic sensor 150 is provided with an electric wiring 151 f that connects the ultrasonic generation detection unit 53 and the oscillation unit 151, and an electric wiring 152 f that connects the ultrasonic generation detection unit 53 and the vibration receiving unit 152. It has been. The ultrasonic generation detection unit 153 generates a voltage having a predetermined frequency (several to several tens of MHz) and sends the voltage to the oscillation unit 151 via the electric wiring 151f, and the vibration receiving unit 152 receives the electric wiring. A function of sampling the amount of voltage having a predetermined frequency that has passed through 152f (hereinafter referred to as a received voltage value). As a result, the voltage having a predetermined frequency generated by the ultrasonic wave generation / detection unit 153 reaches the oscillation unit 151 via the electrical wiring 151f, and the ultrasonic vibration having a predetermined amplitude is generated by the diaphragm 151b of the oscillation unit 151. And emitted toward the liquid pipe 20. Further, the ultrasonic vibration emitted from the oscillating unit 151 and passing through the liquid pipe 20 is received by the diaphragm 152b of the vibration receiving unit 152 and becomes a voltage, and this voltage reaches the ultrasonic wave generation detecting unit 153 via the electric wiring 152f. Then, the received voltage value is sampled. The sampled received voltage value is a value proportional to the vibration energy (amplitude) of the ultrasonic vibration received by the receiving unit 152.
[0061]
Here, the vibration receiving voltage value sampled by the ultrasonic wave generation / detection unit 153 decreases as the amount of bubbles contained in the processing liquid flowing through the liquid pipe 20 increases. This is because the bubbles in the treatment liquid absorb the vibration energy (amplitude) of the ultrasonic vibration emitted from the oscillating unit 151, and hence the amount of ultrasonic vibration that reaches the vibration plate 152b of the vibration receiving unit 152 is reduced. It is because it decreases. That is, when bubbles are not contained in the processing liquid or are relatively few, the vibration receiving voltage value is a voltage value generated by the ultrasonic wave generation detection unit 153 and supplied to the oscillation unit 151 (hereinafter referred to as an oscillation voltage value). In the case where a relatively large amount of bubbles are present in the treatment liquid, the vibration receiving voltage value is significantly reduced to a small value.
[0062]
The water Wa in the water storage chamber 154a exists in a region sandwiched between the oscillation unit 151 and the vibration receiving unit 152 around the liquid pipe 20. The liquid such as water Wa generally has a much higher ultrasonic transmission efficiency than a gas such as air. For this reason, the water Wa in the water storage chamber 154a serves to suppress the attenuation of ultrasonic vibration caused by factors other than bubbles.
[0063]
On the other hand, a detection circuit (not shown) is further provided in the ultrasonic generation detection unit 153, and this detection circuit is received by the vibration receiving unit 152 and sampled by the ultrasonic generation detection circuit 153. Based on the value, the bubble detection signal is output to the control unit C of the substrate processing apparatus. The detection circuit outputs the bubble detection signal to the control unit C of the substrate processing apparatus based on, for example, the ratio of the oscillation voltage value to the oscillation voltage value or the difference between the oscillation voltage value and the oscillation voltage value. It may be.
[0064]
Here, the control by the ultrasonic generation detection unit 153 and the control unit C is substantially the same as the control flow shown in FIG. 4 of the first embodiment described above. That is, in (a) and (b) of FIG. 4, since “light reception amount” in steps S1 and S2 is merely replaced with “vibration voltage value”, FIG. 4 is assumed to be substituted, and the description is also simplified. To do.
[0065]
The ultrasonic generation detection unit 153 samples the vibration reception voltage value received via the electric wiring 152f (step S1), determines whether the vibration reception voltage value is equal to or lower than the threshold value (step S2), and the vibration reception voltage value exceeds the threshold value. If YES, step S1 is executed again after the elapse of a predetermined sampling interval, and if the amount of received light is less than or equal to the threshold value, a bubble detection signal is sent to the control unit C (step S3). And the control part C is performing the above-mentioned normal process normally (step T1), On the other hand, it is judged whether the bubble detection signal was sent from the light production | generation detection part 53 (step T2), and a bubble If the detection signal has not been sent, step T1 is continued, and if the bubble detection signal has been sent, an abnormality process is performed (step T3).
[0066]
The ultrasonic generation detection unit 153 also has a volume (not shown) for adjusting the threshold value of the vibration receiving voltage value, the vibration receiving amount and the threshold value, similarly to the light generation detection unit 53 in the first embodiment. A display unit (not shown) or the like that can display such as is provided. The ultrasonic generation detection unit 153 samples the received ultrasonic vibration as a voltage value. However, if a transducer 152a that converts vibration energy into a current value is used, the received ultrasonic vibration is used. Can be sampled as a current value.
[0067]
According to the second embodiment using the ultrasonic sensor 150 as described above, the ultrasonic vibration emitted from the substantially circular vibration plate 151b of the oscillating unit 151 has a width in the liquid flow direction F in the liquid pipe 20. Will have. For this reason, as in the first embodiment, it is possible to reliably detect bubbles that are about to flow away in the liquid flow direction F, and the detection results are averaged and become stable results. If air bubbles in the processing liquid are reliably detected in this way, the flow rate of the processing liquid can be stabilized, and uneven processing such as cleaning and etching of the wafer W can be prevented beforehand. Contamination of the wafer W and the substrate processing apparatus itself can be prevented in advance by preventing impurities from entering the substrate.
[0068]
Furthermore, as in the first embodiment, the bellows 30B of the bellows pump 30 is damaged by reliably detecting bubbles in the processing liquid flowing through the liquid pipe 20 connected to the outlet 31 of the bellows pump 30. Thus, it is possible to know the replacement time of the bellows pump 30 quickly and accurately. Further, it is possible to reliably detect bubbles due to foaming of the treatment liquid itself. Alternatively, since the amount of bubbles generated due to the breakage of the bellows 30B is larger than the amount of bubbles generated due to foaming of the treatment liquid itself, the threshold of the received voltage value is set by the volume of the ultrasonic wave generation detection unit 153 of the optical sensor 50. By setting the value corresponding to the middle of the amount of bubbles generated, it is possible to distinguish between bubbles caused by the damage of the bellows 30B and bubbles caused by foaming of the treatment liquid itself.
[0069]
Furthermore, the ultrasonic sensor 150 can be applied even when the treatment liquid has a dark color or is opaque. Further, the liquid pipe 20 can be applied, for example, as an opaque resin pipe or metal pipe. Furthermore, even if a solid or gel-like foreign substance passes through the liquid pipe 20 or adheres to the inner wall surface of the liquid pipe 20, the foreign substance is not mistakenly detected as a bubble and is not detected. The damage detection of the bellows can be accurately performed.
[0070]
Although several embodiments of the present invention have been described above, the present invention can take other embodiments. For example, in the above-described first embodiment, the light L emitted from the light projecting unit 51 of the optical sensor 50 and transmitted through the liquid pipe 20 and received by the light receiving unit 52 spreads along the liquid flow direction. However, any light having a width in the liquid flow direction may be used. For example, the light is not limited to a substantially flat flat beam as in the first embodiment, but may be light having a rectangular cross section having a predetermined width and thickness, or may be light having an elliptical cross section. Good. In the present specification, the “light cross section” refers to a cut surface when light is cut along a plane orthogonal to the traveling direction of light. Incidentally, the cross section of the substantially flat light is a line segment having a predetermined thickness.
[0071]
Here, the light emitted from the light projecting unit 51 toward the liquid pipe 20 and transmitted through the liquid pipe 20 and received by the light receiving unit 52 can capture bubbles in a wider range in the liquid flow direction. Preferably, the light has a cross section longer than the width in the direction perpendicular to the flow direction of the processing liquid. For example, in addition to a flat beam having a width extending along the liquid flow direction as shown in the first embodiment, light having a rectangular cross section whose longitudinal direction substantially coincides with the liquid flow direction, and the major axis direction is the liquid flow direction Preferably, the light has an elliptical cross section substantially matching the above. However, when the inner diameter of the pipe such as the liquid pipe 20 is small, the substantially flat flat plate as in the first embodiment is used so that the light is efficiently irradiated to the inner diameter portion of the pipe 20 without waste. Most preferably, a beam is applied. Furthermore, a plurality of optical sensors as described above may be provided along the liquid flow direction. In this case, bubbles can be captured in a wider range, and bubble detection accuracy is improved.
[0072]
Further, in the first embodiment described above, the light L emitted from the light projecting unit 51 and transmitted through the liquid pipe 20 and received by the light receiving unit 52 is composed only of substantially flat light. This is not a limitation. For example, the light that includes light other than the light L having a width in the liquid flow direction, for example, light having a substantially circular cross section that is emitted over a wide range so as to cover a portion other than the liquid pipe 20. It may be. Even in such a case, if the light receiving unit 52 selects and receives the light L having a width in the liquid flow direction out of the light from the light projecting unit 51, the same effect as the first embodiment. Can be played. Specifically, if the light receiving window 52a of the light receiving unit 52 is an opening having a long width in the liquid flow direction, for example, a slit-shaped opening as shown in the first embodiment, the light projecting unit 51 The opening shape of the projection window 51a may be anything.
[0073]
Furthermore, in the first embodiment described above, the light L emitted from the light projecting unit 51 of the optical sensor 50 is red, but it may be any color, for example, green light or infrared light. Also good. Here, for example, when the processing solution is a red resist solution, it is preferable from the viewpoint of bubble detection accuracy that the color of the light L avoids red and is, for example, green. However, red light or infrared light having a longer wavelength has a smaller light attenuation rate and is advantageous in terms of bubble detection accuracy. Therefore, when the processing liquid is other than red, the color of the light L is red. Is preferable. The light emitted from the light projecting unit 51 may be light with low directivity such as LED light, or may be light with high directivity such as laser light.
[0074]
Further, in the second embodiment described above, the vibration plate 151a of the oscillation unit 151 and the vibration plate 152a of the vibration receiving unit 152 are substantially circular, but, for example, substantially coincide with the liquid flow direction in the liquid pipe 20. A rectangular diaphragm having a longitudinal direction may be used. In this case, bubbles can be captured in a wider range in the liquid flow direction, and bubble detection accuracy is improved. Furthermore, a plurality of ultrasonic sensors 150 may be provided along the liquid flow direction. In this case, bubbles can be captured in a wider range.
[0075]
Further, in the second embodiment described above, water Wa is stored in the water storage chamber 154a of the water tank 154 as a role for promoting the transmission of ultrasonic vibration. A treatment liquid similar to the treatment liquid in circulation or oil may be used.
[0076]
Furthermore, in the above-described first and second embodiments, the liquid pipe 20 is installed substantially vertically, and the liquid flow direction F is a direction in which the processing liquid is directed from the bottom to the top in the liquid pipe 20. However, it is not limited to this. For example, when the liquid pipe 20 is installed substantially vertically, the liquid flow direction F may be a direction from top to bottom. However, when the liquid flow direction F is a direction from the bottom to the top as in the first embodiment, the direction of buoyancy acting on the bubbles and the liquid flow direction F substantially coincide with each other. This is more preferable because there is no stagnation or disturbance and the detection accuracy of bubbles is improved. Moreover, the liquid piping 20 may be installed substantially horizontally or may be installed inclined. However, in such cases, the bubbles are biased upward in the liquid pipe 20. For this reason, it is preferable that the substantially flat light L of the optical sensor 50 is allowed to pass above the central axis O in the liquid pipe 20 from the viewpoint of bubble detection accuracy.
[0077]
Further, in the first and second embodiments described above, the optical sensor 50 and the ultrasonic sensor 150 detect a large amount of bubbles contained in the processing liquid in the liquid pipe 20, so that the bellows of the bellows pump 30. Although it is used to detect breakage of 30B, it is not limited to this. For example, the optical sensor 50 or the ultrasonic sensor 150 is used to detect foaming of the processing liquid itself caused by cavitation associated with a decrease in the processing liquid pressure or foaming of the chemical substance itself contained in the processing liquid. It may be used. Even in this case, since the bubbles in the processing liquid can be reliably detected, it is possible to prevent the processing liquid from becoming unstable and unevenness in processing such as cleaning and etching of the substrate. Further, contamination of the substrate and the substrate processing apparatus itself can be prevented in advance by preventing impurities from being mixed into the processing liquid.
[0078]
In the first and second embodiments described above, when the bellows pump 30 is continuously operated and the processing liquid is not discharged from the nozzle N, the processing liquid is supplied to the processing liquid tank 10 via the circulation pipe 40. However, if the temperature control of the treatment liquid is not important, the circulation pipe 40 need not be provided. However, in this case, when closing the air valve 24 and stopping the supply of the processing liquid, it is preferable to stop the bellows pump 30 at the same time.
[0079]
Furthermore, in the above-described first and second embodiments, the optical sensor 50 and the ultrasonic sensor 150 are installed in the vicinity of the outlet 31 of the bellows pump 30 in the liquid pipe 20, but this is not the only case. It is not a thing. For example, in FIG. 1, what is necessary is just to provide in the range from the outflow port 31 of the bellows pump 30 to the location where the circulation piping 40 is connected among the liquid piping 20. This is because, when the bellows pump 30 is continuously operated, bubbles generated by the bellows pump 30 always pass through this range. In the case where there is no circulation pipe 40 and the bellows pump 30 is operated intermittently, the installation position of the sensors 50 and 150 is the range from the outlet 31 of the bellows pump 30 to the nozzle N in the liquid pipe 20. It should be inside.
[0080]
However, when the filter 22 is interposed in the bubble passage range as shown in FIG. 1, it is more preferable to provide the ultrasonic sensor 150 closer to the treatment liquid tank 10 than the filter 22. This is because when the ultrasonic sensor 150 is provided on the nozzle N side of the filter 22, bubbles are temporarily captured by the filter 22, and the bubble detection timing of the ultrasonic sensor 150 may be delayed. Because there is.
[0081]
Further, in the first and second embodiments described above, the substrate processing apparatus is an apparatus for cleaning or etching the substrate, and hydrofluoric acid is used as the processing liquid. In addition, sulfuric acid, hydrochloric acid, It may be a chemical solution containing nitric acid, acetic acid, phosphoric acid, citric acid, ammonia, hydrogen peroxide water, or a liquid such as pure water. Alternatively, when the substrate processing apparatus is a resist coating apparatus for forming a photosensitive resist film on the substrate surface, the processing liquid may be a resist liquid, and a photosensitive resist formed on the substrate surface. In the case of a film removal apparatus for peeling a film, a film removal liquid may be used.
[0082]
Further, in the first and second embodiments described above, the example in which the present invention is applied to an apparatus for processing a wafer in a single wafer has been described. However, the present invention relates to a glass substrate for a liquid crystal display device and a PDP. (Plasma display panel) Glass substrate, or can be widely applied to apparatuses for processing other substrates to be processed, such as magnetic disk glass substrates and ceramic substrates. The present invention can also be widely applied to a so-called batch type substrate processing apparatus for processing substrates to be processed by immersing them in a processing solution tank.
[0083]
In addition, various modifications can be made within the scope described in the claims.
[0084]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the substrate processing apparatus of the first aspect of the present invention, the optical detection mechanism monitors the bubbles in a range that spreads in the liquid flow direction, and a large number of bubbles simultaneously in a wide range. Therefore, it is possible to quickly and surely detect bubbles in the processing liquid, and thus it is possible to prevent the occurrence of processing unevenness of the substrate and contamination of the substrate.
[0085]
Further, the light emitted from the light projecting unit and transmitted through the processing liquid circulation pipe and received by the light receiving unit has a cross section in which the width in the flow direction of the processing liquid is longer than the width in the direction perpendicular to the flow direction of the processing liquid. Light In other words, the light receiving unit can obtain a light receiving amount corresponding to the amount of bubbles generated in the processing liquid In this way, bubbles can be captured in a wider range in the flow direction of the treatment liquid flowing through the treatment liquid circulation pipe of a predetermined thickness, so that the bubbles can be detected stably without missing the bubbles. improves.
[0086]
According to the substrate processing apparatus of the second aspect of the present invention, since the light is thin, even if the inner diameter of the processing liquid circulation pipe is particularly small, the light is irradiated to the inside of the processing liquid circulation pipe without waste. This can improve the accuracy of air bubble detection.
[0087]
Claim 3 According to the substrate processing apparatus of the present invention, bubbles in the processing liquid can be detected quickly and reliably by the ultrasonic detection mechanism. Further, each of the oscillation unit and the vibration receiving unit is composed of a rectangular diaphragm having a longitudinal direction substantially coinciding with the liquid flow direction in the processing liquid circulation pipe. Thus, the vibration receiving unit can obtain a vibration receiving voltage value corresponding to the amount of bubbles generated in the processing liquid. As a result, the bubbles can be captured in a wider range in the liquid flow direction, and the detection accuracy of the bubbles is improved. In addition, it is not affected by the color and transparency of the processing liquid and the processing liquid distribution pipe, and is not affected by solid or gel foreign substances in the processing liquid distribution pipe, so that bubbles can be detected more accurately. There is an effect that can be.
[0088]
Claims 1-4 In the substrate processing apparatus according to the invention, Optical detection mechanism or Ultrasonic detection mechanism Blowing in the processing liquid due to the bellows pump breakage, or Used to detect foaming of the processing liquid itself caused by cavitation associated with a drop in the processing liquid pressure or foaming of the chemical substance itself contained in the processing liquid. be able to . In this case, since bubbles in the processing liquid can be reliably detected, it is possible to prevent the processing liquid from becoming unstable and to prevent uneven processing such as cleaning and etching of the substrate. Contamination of the substrate and the substrate processing apparatus itself can be prevented in advance by preventing impurities from entering the substrate.
[0089]
Claim 4 According to the substrate processing apparatus of the present invention, the liquid in the liquid storage chamber reliably transmits the ultrasonic vibration from the oscillating unit to the vibration receiving unit in order to improve the transmission efficiency of the ultrasonic vibration. There is an effect that it is possible to reliably detect the breakage of the bellows.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of a substrate processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view of a double bellows type bellows pump according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view schematically showing the configuration of the optical sensor according to the first embodiment of the invention.
FIG. 4 is a flowchart for explaining control operations in a light generation detection unit and a control unit according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an ultrasonic sensor according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic view of a configuration of a conventional single bellows type bellows pump.
[Explanation of symbols]
10 Treatment liquid tank
20 Liquid piping (Treatment liquid distribution piping)
30 Bellows pump
31 Outlet
32 Inlet
33, 34 Bellows part
33A, 34A Cylinder chamber
33B, 34B Bellows
40 Circulation piping
50 Optical sensor (optical detection mechanism)
51 Emitter
52 Receiver
53 Light generation detection unit
54 Mounting base
55 Mounting plate
150 Ultrasonic sensor (ultrasonic detection mechanism)
151 Oscillator
152 Vibration receiver
151a, 152a vibrator
151b, 152b Diaphragm
153 Ultrasonic wave generation detection unit
154 water tank
154a Water storage chamber (liquid storage chamber)
155 O-ring
156 Piping set screw
AC1, AC2 air chamber
F Liquid flow direction (Process liquid flow direction)
L light
N nozzle
RC1, RC2 Treatment chamber
SC spin chuck
W wafer
Wa water (liquid in contact with the treatment liquid distribution pipe)

Claims

In a substrate processing apparatus for processing a substrate using a processing liquid,
A treatment liquid distribution pipe through which the treatment liquid circulates;
A light projecting unit that is provided in the vicinity of the treatment liquid circulation pipe and emits light having a width in the flow direction of the treatment liquid in the treatment liquid circulation pipe toward the treatment liquid circulation pipe; and the treatment liquid circulation A light receiving unit that is provided at a position facing the light projecting unit across the pipe, and receives light having a width in the flow direction of the processing liquid emitted from the light projecting unit and transmitted through the processing liquid circulation piping; An optical detection mechanism for detecting bubbles contained in the processing liquid in the processing liquid distribution pipe,
The light emitted from the light projecting unit and transmitted through the processing liquid circulation pipe and received by the light receiving unit has a cross section in which the width in the flow direction of the processing liquid is longer than the width in the direction perpendicular to the flow direction of the processing liquid. light der with is, the substrate processing apparatus, characterized in that the light receiving amount corresponding to the amount of generation of bubbles in the process liquid by the light receiving portion can be obtained.

The light emitted from the light projecting section and transmitted through the processing liquid circulation pipe and received by the light receiving section is substantially flat light having a width that spreads along the flow direction of the processing liquid. The substrate processing apparatus according to claim 1.

In a substrate processing apparatus for processing a substrate using a processing liquid,
A treatment liquid distribution pipe through which the treatment liquid circulates;
An oscillating portion that is provided in the vicinity of the processing liquid circulation pipe and emits ultrasonic vibration toward the processing liquid circulation pipe, and is provided at a position facing the oscillating section across the processing liquid circulation pipe, An ultrasonic detection mechanism that detects a bubble contained in the processing liquid in the processing liquid circulation pipe, having a vibration receiving unit that receives ultrasonic vibrations emitted from the processing liquid circulation pipe,
The oscillating unit and the receiving section is Ri Do from rectangular diaphragm having a longitudinal direction which substantially coincides with the liquid flow direction of each of the treatment liquid circulation pipe, the generation amount of air bubbles in the processing solution by the receiving section A substrate processing apparatus characterized in that a corresponding vibration receiving voltage value is obtained .

A liquid storage chamber that is provided around the processing liquid circulation pipe and stores a liquid in contact with the processing liquid circulation pipe;
The substrate processing apparatus according to claim 3, wherein the oscillating unit and the vibration receiving unit are provided at positions sandwiching the liquid storage chamber.