JP5090460B2 - 処理液供給機構および処理液供給方法 - Google Patents

Description

関連する出願の相互参照

本願は、２００７年１０月１１日に出願された特願２００７−２６５４５８号に対して優先権を主張し、当該特願２００７−２６５４５８号のすべての内容が参照されてここに組み込まれるものとする。

本発明は、レベルゲージ管に設けられたレベルセンサによって、収容槽内の処理液の残量を測定する処理液供給機構および処理液供給方法に関する。

基板処理部に供給する処理液を収容する供給槽や当該処理液を調合するための調合槽などの収容槽には、当該収容槽内に収容された処理液の残量を測定するためのレベルセンサが設けられたレベルゲージ管が連結されている。

このうち、レベルセンサは、収容槽内の処理液が所定の上限量を超えているかを検知する上限センサと、処理液が所定の通常量になっているかを検知する中間センサと、処理液が所定の下限量を下回っているかを検知する下限センサと、を有している（例えば、特開２００１−１６８０７９号公報、参照）。

このように、収容槽内の処理液の残量を測定するに際して、処理液の種類によって、レベルゲージ管内の処理液の液面上に泡ができる場合や、レベルゲージ管内の処理液内に気泡ができる場合などある。このため、処理液の種類に応じてレベルセンサのタイプを選択する必要がある。

また、レベルセンサのタイプを選択するだけでは不十分である場合には、レベルセンサを二重に設けたりもしている。すなわち、液面上に泡ができる場合には、上限センサと中間センサを二重に設け、他方、処理液内に気泡ができる場合には、下限センサと中間センサを二重に設けたりもしている。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、レベルゲージ管に設けられたレベルセンサが、処理液の液面上に形成される泡や処理液内で形成される気泡などの影響を受けることなく、収容槽内の処理液の残量を正確に検知することができる処理液供給機構および処理液供給方法を提供することを目的とする。

本発明による処理液供給機構は、
被処理体を処理するために用いられる処理液を供給する処理液供給機構において、
処理液を収容する収容槽と、
前記収容槽に連結され、該収容槽に収容された処理液の残量を検知するためのレベルセンサが設けられたレベルゲージ管と、
前記レベルゲージ管に設けられた前記レベルセンサからの信号に基づいて、前記収容槽内の処理液の残量を測定する測定部と、
前記収容槽に連結され、該収容槽に収容された処理液を排出する排出管と、
前記収容槽に連結され、処理液を該収容槽に導く流入管と、
前記排出管または前記流入管と前記レベルゲージ管との間に配置され、開閉自在の開閉部材が設けられた連結管と、
を備えている。

このような構成によって、連結管に設けられた開閉部材を開くことで、レベルゲージ管内に排出管または流入管内の処理液を導くことができるので、レベルゲージ管に設けられたレベルセンサは、処理液の液面上に形成される泡や処理液内で形成される気泡などの影響を受けることなく、収容槽内の処理液の残量を正確に検知することができる。

本発明による処理液供給機構において、前記排出管は、前記収容槽から排出された処理液の一部を分岐して処理部に供給する処理液供給管を構成し、前記流入管は、前記処理部に供給されなかった処理液および／または前記処理部で使用された処理液を前記収容槽に導く処理液戻り管を構成する、ことが好ましい。

このような処理液供給機構において、前記連結管は、前記処理液戻り管と前記レベルゲージ管との間に配置されていることが好ましい。

このような構成によって、処理部に供給される処理液の液圧に加わる影響を小さくすることができる。

本発明による処理液供給機構において、前記連結管は、前記レベルゲージ管の下端部に下方から連結されていることが好ましい。

このような構成によって、収容槽内の処理液をレベルゲージ管内で、処理液が逆流することを防止することができ、レベルゲージ管内の処理液に形成される泡や気泡などをより確実に消滅させることができる。

本発明による処理液供給機構において、前記測定部は、前記連結管に設けられた前記開閉部材が開状態になっているときには、処理液の残量を測定しないことが好ましい。

このような構成によって、レベルセンサによって、収容槽内の処理液の残量が誤検知されることを防止することができる。

本発明による処理液供給機構において、前記レベルゲージ管は、前記収容槽内の処理液を前記レベルゲージ管内に導く測定流入管と、該レベルゲージ管内の処理液を該収容槽内へと排出する測定排出管と、を有しており、前記測定流入管の内径は、前記測定排出管の内径よりも小さいことが好ましい。

このような構成によって、収容槽内の処理液をレベルゲージ管内で、処理液が逆流することを防止することができ、レベルゲージ管内の処理液に形成される泡や気泡などをより確実に消滅させることができる。

本発明による処理液供給機構において、前記レベルゲージ管は、前記収容槽内の処理液をレベルゲージ管内に導く測定流入管と、該レベルゲージ管内の該処理液を収容槽内へと排出する測定排出管と、を有しており、前記測定流入管には、開閉部材が設けられていることが好ましい。

このような構成によって、収容槽内の処理液をレベルゲージ管内で、処理液が逆流することを防止することができ、レベルゲージ管内の処理液に形成される泡や気泡などをより確実に消滅させることができる。

本発明による処理液供給方法は、
被処理体を処理するために用いられる処理液を供給する処理液供給方法において、
排出管によって、収容槽に収容された処理液を排出する排出工程と、
流入管によって、処理液を前記収容槽に導く流入工程と、
前記収容槽内の処理液の残量を、レベルセンサが設けられたレベルゲージ管によって検知する検知工程と、
前記レベルゲージ管に設けられた前記レベルセンサからの信号に基づいて、処理液の残量を測定する測定工程と、
前記排出管または前記流入管と前記レベルゲージ管との間に配置された連結管に設けられた開閉部材を開くことによって、該レベルゲージ管内に該排出管または該流入管内の処理液を導く導入工程と、
を備えている。

このような方法によれば、導入工程によって、レベルゲージ管内に排出管または流入管内の処理液を導くことができるので、レベルゲージ管に設けられたレベルセンサは、処理液の液面上に形成される泡や処理液内で形成される気泡などの影響を受けることなく、収容槽内の処理液の残量を正確に検知することができる。

本発明によれば、レベルゲージ管内に排出管または流入管内の処理液を導くことができるので、レベルゲージ管に設けられたレベルセンサが、処理液の液面上に形成される泡や処理液内で形成される気泡などの影響を受けることなく、収容槽内の処理液の残量を正確に検知することができる。

図１は、本発明の実施の形態による処理液供給部（処理液供給機構）の構成を示す概略図である。 図２は、本発明の実施の形態による処理液供給部（処理液供給機構）の変形例を示す概略図である。

実施の形態
以下、本発明に係る処理液供給部（処理液供給機構）１の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、図１および図２は本発明の実施の形態を示す図である。

図１に示すように、処理液供給部１は、被処理体である半導体ウエハ（以下、単にウエハとも呼ぶ）を処理する基板処理部（処理部）７０に、処理液を供給するためのものである。

図１に示すように、処理液供給部１は、処理液を収容する供給槽（収容槽）７と、供給槽７の上方と下方に連結され、供給槽７に収容された処理液の残量を検知するためのレベルセンサ２２ａ，２２ｂ，２２ｃが設けられたレベルゲージ管２１と、レベルゲージ管２１に設けられたレベルセンサ２２ａ，２２ｂ，２２ｃに接続され、当該レベルセンサ２２ａ，２２ｂ，２２ｃからの信号に基づいて処理液の残量を測定する測定部５０と、を備えている。

このうち、レベルセンサ２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、供給槽７内の処理液が所定の上限量を超えているかを検知する上限センサ２２ａと、処理液が所定の通常量になっているかを検知する中間センサ２２ｂと、処理液が所定の下限量を下回っているかを検知する下限センサ２２ｃと、を有している。そして、上限センサ２２ａ、中間センサ２２ｂおよび下限センサ２２ｃの各々に、測定部５０が接続されている。

また、図１に示すように、供給槽７には、供給槽７に収容された処理液を排出し、このように排出された処理液の一部を分岐して基板処理部７０に供給する処理液供給管（排出管）２が連結されている。また、供給槽７には、基板処理部７０に供給されなかった処理液を供給槽７に導く処理液戻り管（流入管）３が連結されている。そして、処理液戻り管３とレベルゲージ管２１との間には、開閉自在のバルブ（開閉部材）１１が設けられた連結管１０が配置されている。

また、図１に示すように、基板処理部７０は複数個（図１では４個）設けられており、各基板処理部７０の上流側には、開閉自在のバルブ７１が設けられている。また、各基板処理部７０には、回収管７３を介して基板処理部７０で使用された処理液を回収する回収部７５が連結され、当該回収部７５には回収された処理液を処理液戻り管３へと導く回収管７８が連結されている。なお、回収管７８には、回収部７５で回収された処理液に駆動力を与えるポンプ７６が設けられている。

また、図１に示すように、レベルゲージ管２１は、水平方向に延びて供給槽７内の処理液をレベルゲージ管２１内に導く下方水平管２１ｌ（測定流入管）と、当該下方水平管２１ｌから上方に延びた垂直管２１ｖと、当該垂直管２１ｖから水平方向に延びてレベルゲージ管２１内の処理液を供給槽７内へと排出する上方水平管２１ｕ（測定排出管）と、を有している。そして、連結管１０は、レベルゲージ管２１の垂直管２１ｖの下端部に下方から連結されており、使用済み処理液が垂直管２１ｖの上方に向かって流入するように構成されている。

また、図１に示すように、測定部５０には、スイッチ機構５１が連結されている。そして、このスイッチ機構５１は、連結管１０に設けられたバルブ１１が開状態になっているときには処理液の残量を測定しないよう、測定部５０を制御している。

また、図１に示すように、下方水平管２１ｌの内径は、垂直管２１ｖおよび上方水平管２１ｕの内径よりも小さくなっている。好ましくは、下方水平管２１ｌの内径は、垂直管２１ｖおよび上方水平管２１ｕの内径の１／３程度となっている。

また、図１に示すように、基板処理部７０に供給されなかった処理液および基板処理部７０で使用された使用済み処理液を供給槽７に導く処理液戻り管３には、開閉自在のバルブ１２が設けられている。また、処理液供給管２には、供給槽７内の処理液を基板処理部７０に供給する駆動力を与えるポンプ６と、当該処理液を加熱するためのヒータ９とが設けられている。

また、図１に示すように、供給槽７には、水と薬液とを混合することによって生成された処理液を供給する処理液調合部５’が連結されている。そして、供給槽７内の処理液が所定量よりも減っている場合には、ポンプ１６の駆動力によって、当該処理液調合部５’から供給槽７内に処理液が供給される。

また、図１に示すように、ポンプ６，ヒータ９、バルブ１１、測定部５０、スイッチ機構５１、バルブ７１およびポンプ７６には、これらを制御する制御部８０が接続されている。

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。なお、ポンプ６，ヒータ９、バルブ１１、測定部５０、スイッチ機構５１、バルブ７１およびポンプ７６の各々は、制御部８０からの信号に基づいて制御されている。

まず、ポンプ６によって、供給槽７内の処理液が排出され、このように排出された処理液の一部が分岐されて基板処理部７０に送られる（排出工程）。このとき、供給槽７から供給される処理液は、ヒータ９によって、適温まで加熱されている。

次に、基板処理部７０によって、当該処理液がウエハに供給され、ウエハが洗浄処理される。このようにウエハを洗浄処理した後の使用済み処理液は、回収部７５によって受けられ、ポンプ７６から駆動力を得て、処理液戻り管３を経て供給槽７内へと導かれる（図１参照）。また、基板処理部７０に供給されなかった処理液は、そのまま処理液戻り管３に導かれて供給槽７内へと導かれる（流入工程）（図１参照）。

上述のように、処理液が供給槽７と基板処理部７０との間を循環している間、レベルゲージ管２１に設けられたレベルセンサ２２ａ，２２ｂ，２２ｃによって、供給槽７内に収容された処理液の流量が検知されている（検知工程）。そして、レベルセンサ２２ａ，２２ｂ，２２ｃからの信号に基づいて、測定部５０によって供給槽７内に残された処理液の残量が測定され（測定工程）、供給槽７内に収容される処理液の量が調整されている（図１参照）。

すなわち、中間センサ２２ｂによって処理液が所定の通常量になっているかが検知されるとともに、下限センサ２２ｃによって処理液が所定の下限量を下回っていないかが検知され、他方、上限センサ２２ａによって供給槽７内の処理液が所定の上限量を超えているかが検知されている（図１参照）。

そして、中間センサ２２ｂがＯＦＦ状態となり、測定部５０によって供給槽７内の処理液の量が所定の通常量以下になっていると判断されれば、中間センサ２２ｂがＯＮ状態になるまで、処理液が処理液調合部５’から供給槽７内に導かれる（図１参照）。なお、下限センサ２２ｃは、供給槽７内の処理液の量が所定の下限量よりも少なくなったという緊急事態を検知するためのものであり、通常はＯＮ状態となっている。他方、上限センサ２２ａは、供給槽７内の処理液の量が所定の上限量よりも多くなったという緊急事態（オーバーフロー状態）を検知するためのものであり、通常はＯＦＦ状態となっている。

ここで、本実施の形態によれば、図１に示すように、処理液戻り管３とレベルゲージ管２１との間に、開閉自在のバルブ１１が設けられた連結管１０が配置されている。このため、基板処理部７０で使用された使用済み処理液を、バルブ１１を開けることによって定期的に、処理液戻り管３から連結管１０を経てレベルゲージ管２１内へと導くことができる（導入工程を実施することができる）。

この結果、レベルゲージ管２１内の処理液の液面上に形成される泡や処理液内で形成される気泡を定期的に消滅させることができるので、レベルゲージ管２１に設けられたレベルセンサ２２ａ，２２ｂ，２２ｃによって、供給槽７内の処理液の残量を正確に測定することができる。

すなわち、レベルゲージ管２１内の処理液の液面上に泡が形成された場合には、例えば、処理液の上面が上限センサ２２ａの高さの位置まで達していない場合であっても、処理液の液面上に形成された泡によって上限センサ２２ａがＯＮ状態となり、処理液の上面が上限センサ２２ａの高さの位置まで達しているものとして、誤検知してしまう。この点、本実施の形態によれば、連結管１０から流入される使用済み処理液によって、このような泡を消滅させることができる。このため、処理液の液面上に形成される泡によって、レベルゲージ管２１に設けられた上限センサ２２ａが誤検知することを防止することができ、供給槽７内の処理液の残量を正確に測定することができる。

他方、処理液内で気泡が形成された場合には、例えば、処理液の下面が下限センサ２２ｃの高さより低い位置まで下がっていない場合であっても、処理液内に形成された気泡が下限センサ２２ｃに付着することによって下限センサ２２ｃがＯＦＦ状態となり、処理液の下面が下限センサ２２ｃの高さの位置より低い位置に達しているものとして、誤検知してしまう。この点、本実施の形態によれば、連結管１０から流入される使用済み処理液によって、このような気泡を消滅させることができる。このため、処理液内に形成される気泡によって、レベルゲージ管２１に設けられた下限センサ２２ｃが誤検知することを防止することができ、やはり、供給槽７内の処理液の残量を正確に測定することができる。

なお、このような導入工程は、基板処理部７０でウエハを処理していないときに行ってもよいし、基板処理部７０でウエハを処理しているときに定期的に行ってもよく、この場合には基板処理部７０でのウエハの処理を止める必要がない。

また、連結管１０が、処理液供給管２とレベルゲージ管２１に連結されているのではなく、処理液戻り管３とレベルゲージ管２１に連結されているので、基板処理部７０に供給される処理液の液圧に加わる影響を小さくすることができる。

すなわち、連結管１０を、処理液供給管２とレベルゲージ管２１との間に配置した場合には、レベルゲージ管２１内に処理液を導く際に、供給槽７から供給される処理液のうち所定の量がレベルゲージ管２１内に導かれることとなるため、処理液に加わる液圧が減少してしまう。このため、基板処理部７０に供給される処理液の液圧が減少してしまい、精度良くウエハを処理することができなくなる可能性がある。

これに対して、本実施の形態によれば、連結管１０が、処理液戻り管３とレベルゲージ管２１との間に配置されているので、使用された後で回収段階にある使用済み処理液をレベルゲージ管２１へと導くことができ、基板処理部７０に供給される処理液の液圧に加わる影響を小さくすることができる。

また、図１に示すように、連結管１０は、レベルゲージ管２１の垂直管２１ｖの下端部に、下方から上方に向かって連結されているので、供給槽７内の処理液をレベルゲージ管２１内に導く下方水平管２１ｌ内で、処理液が逆流することを防止することができる。このため、使用済み処理液を処理液戻り管３からレベルゲージ管２１の垂直管２１ｖへと確実に導くことができ、レベルゲージ管２１内で処理液の液面上に形成される泡や処理液内に形成される気泡などをより確実に消滅させることができる。

また、図１に示すように、下方水平管２１ｌの内径は、垂直管２１ｖおよび上方水平管２１ｕの内径よりも小さくなっている。このため、供給槽７内の処理液をレベルゲージ管２１内に導く下方水平管２１ｌ内で、処理液が逆流することを防止することができ、やはり、使用済み処理液を処理液戻り管３からレベルゲージ管２１の垂直管２１ｖへと確実に導くことができる。この結果、レベルゲージ管２１内で処理液の液面上に形成される泡や処理液内に形成される気泡などをより確実に消滅させることができる。

なお、図１に示すように下方水平管２１ｌの内径を小さくする代わりに、図２に示すように、下方水平管２１ｌに、バルブ２６やニードル調整弁といった開閉部材を設け、処理液戻り管３からレベルゲージ管２１へと使用済み処理液を導く際に開閉部材（図２ではバルブ２６）を閉じることで、下方水平管２１ｌ内で処理液が逆流することを防止するようにしてもよい。

また、図１に示すように、測定部５０には、スイッチ機構５１が連結されている。そして、このスイッチ機構５１によって、測定部５０は、連結管１０に設けられたバルブ１１が開状態になっているときには処理液の残量を測定しないよう、制御されている。このため、レベルセンサ２２ａ，２２ｂ，２２ｃによって、供給槽７内の処理液の残量が誤検知されることを防止することができる。

すなわち、使用済み処理液を処理液戻り管３からレベルゲージ管２１へと導く際には、処理液（使用済み処理液を含む）が、レベルゲージ管２１と供給槽７との間で循環することとなる。このため、測定部５０がレベルセンサ２２ａ，２２ｂ，２２ｃからの信号を検知している状態のままにしていると、例えば供給槽７内の処理液の残量が所定の上限量よりも多くなっていない場合であっても上限センサ２２ａがＯＮ状態となるなどして、供給槽７内に残っている処理液の残量を誤検知する可能性がある。この点、本実施の形態のように、バルブ１１が開状態になっているときには、測定部５０がレベルセンサ２２ａ，２２ｂ，２２ｃからの信号を受けないようにすることによって、測定部５０が供給槽７内の処理液の残量を誤検知することを防止することができるのである。

なお、上記では、連結管１０が、レベルゲージ管２１の垂直管２１ｖの下端部に下方から連結されている態様を用いて説明したが、これに限らず、連結管１０が、レベルゲージ管２１の上方部に連結されていてもよい。

Claims (6)

1. 被処理体を処理するために用いられる処理液を供給する処理液供給機構において、
   処理液を収容する収容槽と、
   前記収容槽に連結され、該収容槽に収容された処理液の残量を検知するためのレベルセンサが設けられたレベルゲージ管と、
   前記レベルゲージ管に設けられた前記レベルセンサからの信号に基づいて、前記収容槽内の処理液の残量を測定する測定部と、
   前記収容槽に連結され、該収容槽に収容された処理液を排出する排出管と、
   前記収容槽に連結され、処理液を該収容槽に導く流入管と、
   前記排出管または前記流入管と前記レベルゲージ管との間に配置され、開閉自在の開閉部材が設けられた連結管と、
   を備え、
   前記排出管は、前記収容槽から排出された処理液の一部を分岐して処理部に供給する処理液供給管を構成し、
   前記流入管は、前記処理部に供給されなかった処理液および／または前記処理部で使用された処理液を前記収容槽に導く処理液戻り管を構成し、
   前記連結管は、前記処理液戻り管と前記レベルゲージ管との間に配置されていることを特徴とする処理液供給機構。
2. 前記連結管は、前記レベルゲージ管の下端部に下方から連結されていることを特徴とする請求項１に記載の処理液供給機構。
3. 前記測定部は、前記連結管に設けられた前記開閉部材が開状態になっているときには、処理液の残量を測定しないことを特徴とする請求項１に記載の処理液供給機構。
4. 被処理体を処理するために用いられる処理液を供給する処理液供給機構において、
   処理液を収容する収容槽と、
   前記収容槽に連結され、該収容槽に収容された処理液の残量を検知するためのレベルセンサが設けられたレベルゲージ管と、
   前記レベルゲージ管に設けられた前記レベルセンサからの信号に基づいて、前記収容槽内の処理液の残量を測定する測定部と、
   前記収容槽に連結され、該収容槽に収容された処理液を排出する排出管と、
   前記収容槽に連結され、処理液を該収容槽に導く流入管と、
   前記排出管または前記流入管と前記レベルゲージ管との間に配置され、開閉自在の開閉部材が設けられた連結管と、
   を備え、
   前記レベルゲージ管は、前記収容槽内の処理液を前記レベルゲージ管内に導く測定流入管と、該レベルゲージ管内の処理液を該収容槽内へと排出する測定排出管と、を有しており、
   前記測定流入管の内径は、前記測定排出管の内径よりも小さいことを特徴とする処理液供給機構。
5. 前記レベルゲージ管は、前記収容槽内の処理液を前記レベルゲージ管内に導く測定流入管と、該レベルゲージ管内の処理液を該収容槽内へと排出する測定排出管と、を有しており、
   前記測定流入管には、開閉部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の処理液供給機構。
6. 被処理体を処理するために用いられる処理液を供給する処理液供給方法において、
   排出管によって、収容槽に収容された処理液を排出する排出工程と、
   流入管によって、処理液を前記収容槽に導く流入工程と、
   前記収容槽内の処理液の残量を、レベルセンサが設けられたレベルゲージ管によって検知する検知工程と、
   前記レベルゲージ管に設けられた前記レベルセンサからの信号に基づいて、処理液の残量を測定する測定工程と、
   前記排出管または前記流入管と前記レベルゲージ管との間に配置された連結管に設けられた開閉部材を開くことによって、該レベルゲージ管内に該排出管または該流入管内の処理液を導く導入工程と、
   を備え、
   前記排出管は、前記収容槽から排出された処理液の一部を分岐して処理部に供給する処理液供給管を構成し、
   前記流入管は、前記処理部に供給されなかった処理液および／または前記処理部で使用された処理液を前記収容槽に導く処理液戻り管を構成し、
   前記連結管は、前記処理液戻り管と前記レベルゲージ管との間に配置されていることを特徴とする処理液供給方法。

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