JP6717709B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウエハ、液晶表示用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板などの基板を処理する基板処理装置および光電式センサシステムに関する。

半導体デバイスやフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の製造には多数多様な処理液が使用されており、各製造工程に使用される処理液の状態を正確に検出することは重要である。サブミクロンオーダーの回路パターンではわずかな処理液の状態変化がその仕上がりに大きく影響するため、高精度の処理液制御が求められている。
そのため、従来から基板処理装置は使用される処理液の状態を様々な検出器（たとえば、流量計、圧力計、濃度計、重量センサ、光学式センサ、電磁式センサ、超音波式センサなど）を用いて、検出を行っている。

特開平１１−２５１２８３ 特開２０１４−１６１９２７

従来の基板処理装置では、センサが光線や電磁力などにより処理液の状態を検出する。図６は従来の基板処理装置において光線を用いた検出部６の検出状態を説明するための模式図である。この検出部６の検出管６０２には処理液の状態を定量的に検出する検出器６０３が設置されている。検出器６０３は不図示の照射部と受光部とを有し、照射部から受光部へ光線が照射される。照射された光線の断面部６０３ｂで処理液の状態を検出し、通信部６０３ａ通じて、装置制御部（図示しない）へ情報を伝達する。気泡を含む処理液９２０が検出管６０２に流入すると、気泡群６１も同時に流入し、気泡群９２１が検出エリア６０３ｂを通過する。この場合、気泡群６１により処理液の状態の検出が阻害され、検出器６０３が処理液の状態を正確に検出できない、という問題が生じてしまう。

特許文献１では、処理液に含まれる気泡に起因して濃度検出の精度が低下することについて考慮されていない。特許文献２では、超音波流量計を用いて研磨砥液の流量を検出しているが、研磨砥液に発生する気泡に起因して流量検出の精度が低下し、流量誤検知によるエラーが発生し生産を中断させている。そのため、ポンプが研磨砥液に圧力を加え、気泡の発生を抑制している。しかし、気泡発生の抑制に新たにポンプやその制御システムが必要となるため、装置が複雑となり、コストアップにもなってしまう。
本発明は、処理液に含まれる気泡に阻害されることなく、簡便に処理液の状態を正確に検出できる基板処理装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、処理液を用いて基板の処理を行う基板処理装置であって、基板を保持する基板保持手段と、前記基板保持手段に保持された基板に処理液を吐出する処理液吐出部と、前記処理液吐出部へ処理液を供給するための処理液供給部と、前記処理液吐出部と前記処理液供給部とを連結する処理液供給管と、前記処理液供給管から分岐される分岐管と、前期分岐管に介挿される検出部とを備え、前記検出部は、処理液の流入部が流出部よりも下方に位置するように、鉛直軸に対して傾斜に配置された検出管と、前記検出管に流れる処理液の状態を検出する検出器とを有すること、を特徴とする基板処理装置である。
請求項２に記載の発明は、前記検出管が５度から６０度の範囲内で鉛直軸に対して傾斜して配置されていること、を特徴とする請求項１に記載の基板処理装置である。

請求項３に記載の発明は、前記分岐管の内径が、前記検出管の内径より小さい、請求項１または２に記載の基板処理装置である。

請求項４に記載の発明は、前記検出器が、前記検出管の前記流入部から前記検出器までの距離が前記検出器から前記検出管の前記流出部までの距離より長くなる位置に設置される、請求項１から３のいずれかに記載の基板処理装置である。

請求項５に記載の発明は、前記分岐管の内径が、前記処理液供給管の内径より小さい、請求項１から４のいずれかに記載の基板処理装置である。

請求項６に記載の発明は、前記検出器が、光源から発振された光線を照射する照射部と、光線を受光する受光部とを備え、前記検出管は、対向する前記照射部と前記受光部との間であって、前記照射部から照射され前記受光部で受光される光線軸上に設置される、請求項１から５のいずれかに記載の基板処理装置である。
請求項７に記載の発明は、前記分岐管が、前記処理液供給管から分岐された第１部分と、前記検出管を介して前記第１部分に繋がる第２部分とを有し、前記流入部は、前記検出管と前記第１部分とを接続する流入管変径継手であり、前記流出部は、前記検出管と前記第２部分とを接続する流出管変径継手であること、を特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の基板処理装置である。
請求項８に記載の発明は、前記分岐管の一端は前記処理液供給管の上流側と接続し、前記分岐管の他端は前記処理液供給管の下流側と接続すること、を特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の基板処理装置である。

本発明の基板処理装置によれば、気泡が含まれる処理液であっても、検出部の検出管を傾斜させることにより、処理液に含まれる気泡が、検出部に含まれる検出器において処理液の状態を検出する検出エリアを通過することを回避できる。これにより、検出器は処理液に含まれる気泡に阻害されることなく、簡便に処理液の状態を正確に検出できる。

本発明の一実施形態に係る基板処理装置１のレイアウトを示す図解的な平面図である。 本発明の一実施形態に係る基板処理装置１の背面Ａの概略構成を示す図解的な平面図である。 本発明の一実施形態に係る基板処理装置１の処理部の概略構成を示す図解的な平面図である。 図２に示すＢの拡大図である。 （ａ）（ｂ） 処理液の検出状態を説明するために検出部５の模式図である。 従来の基板処理装置において、検出部６の検出状態を説明するための模式図である。

以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る基板処理装置のレイアウトを示す図解的な平面図である。この基板処理装置１は、処理セクション２と、インデクサセクション３と、ユーティリティーセクション４とを含む。

処理セクション２は、インデクサセクション３との間で基板Ｗ（たとえば半導体ウエハ）を受け渡しするための受け渡しユニットＰＡＳＳを備えている。処理セクション２では、受け渡しユニットＰＡＳＳを介して受け取った未処理の基板Ｗに対して、処理流体（処理液または処理ガス）を用いた処理を施す。また、受け渡しユニットＰＡＳＳが処理済みの基板Ｗをインデクサセクション３に渡す。

処理セクション２は、複数（この実施形態では８個）の処理ユニット８１〜８８（処理液ユニット８）と、主搬送ロボットＣＲと、前述の受け渡しユニットＰＡＳＳとを含む。 処理ユニット８１〜８８は、この実施形態では、立体的に配置されている。具体的には、複数の処理ユニット８１〜８８が二階建て構造をなすように配置されており、各階部分に４つの処理ユニットが配置されている。すなわち、一階部分に４つの処理ユニット８１，８３，８５，８７が配置され、二階部分に別の４つの処理ユニット８２，８４，８６，８８が配置されている。

平面視において処理セクション２の中央に主搬送ロボットＣＲが配置されており、この主搬送ロボットＣＲとインデクサロボットＩＲとの間に受け渡しユニットＰＡＳＳが配置されている。受け渡しユニットＰＡＳＳを挟んで対向するように、２つの処理ユニット８１，８２を積層した第１の処理ユニット群Ｇ１と、別の２つの処理ユニット８３，８４を積層した第２の処理ユニット群Ｇ２とが配置されている。そして、第１の処理ユニット群Ｇ１に対してインデクサロボットＩＲから遠い側に隣接するように、２つの処理ユニット８５，８６を積層した第３の処理ユニット群Ｇ３が配置されている。同様に、第２の処理ユニット群Ｇ２に対してインデクサロボットＩＲから遠い側に隣接するように、２つの処理ユニット８７，８８を積層した第４の処理ユニット群Ｇ４が配置されている。主搬送ロボットＣＲは第１〜第４の処理ユニット群Ｇ１〜Ｇ４に取り囲まれている。

主搬送ロボットＣＲは、平面視Ｕ字状の２つのハンドＨを備えている。各ハンドＨは、基板Ｗを水平な姿勢で支持する。主搬送ロボットＣＲは、ハンドＨを水平方向および鉛直方向に移動させる。さらに、主搬送ロボットＣＲは、鉛直軸線まわりに回転（自転）することにより、ハンドＨの向きを変更する。

主搬送ロボットＣＲは、任意の処理ユニット８および受け渡しユニットＰＡＳＳにハンドＨを対向させる。そして、主搬送ロボットＣＲは、水平方向および鉛直方向のハンドＨの移動によって、受け渡しユニットＰＡＳＳから未処理の一枚の基板ＷをハンドＨで受け取り、その未処理の基板Ｗをいずれかの処理ユニット８１〜８８に搬入する。また、主搬送ロボットＣＲは、水平方向および鉛直方向のハンドＨの移動によって、処理ユニット８１〜８８で処理された処理済みの基板ＷをハンドＨで受け取り、その基板Ｗを受け渡しユニットＰＡＳＳに渡す。

インデクサセクション３は、未処理の基板Ｗを受け渡しユニットＰＡＳＳに渡し、受け渡しユニットＰＡＳＳから処理済みの基板Ｗを受け取る。インデクサセクション３は、複数のステージＳＴ１〜ＳＴ４と、インデクサロボットＩＲとを含む。ステージＳＴ１〜ＳＴ４は、複数枚の基板Ｗを積層状態で収容した基板収容器Ｃをそれぞれ保持する基板収容器保持部である。複数枚の基板Ｗを収容する複数の基板収容器Ｃは、水平な配列方向Ｄ１に配列されている。なお、基板収容器Ｃは、基板Ｗを密閉した状態で収納するＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）や、ＦＯＵＰと同様に基板Ｗを密閉した状態で収納するＳＭＩＦ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｉｎｔｅｒ Ｆａｃｅ）ポッドであってもよいし、基板Ｗを密閉しない状態で収納するＯＣ（Ｏｐｅｎ Ｃａｓｓｅｔｔｅ）等であってもよい。基板収容器ＣがステージＳＴ１〜ＳＴ４に載置されたとき、基板収容器Ｃでは、水平姿勢の複数枚の基板Ｗが互いに間隔を開けて鉛直方向に積層された状態となる。

インデクサロボットＩＲは、主搬送ロボットＣＲと同様に平面視Ｕ字状の２つのハンドＨを備えている。各ハンドＨは、基板Ｗを水平な姿勢で支持する。インデクサロボットＩＲは、ハンドＨを水平方向および鉛直方向に移動させる。さらに、インデクサロボットＩＲは、鉛直軸線まわりに回転（自転）することにより、ハンドＨの向きを変更する。インデクサロボットＩＲは、配列方向Ｄ１に沿って移動する。インデクサロボットＩＲは、いずれかのステージＳＴ１〜ＳＴ４に保持された任意の基板収容器Ｃおよび受け渡しユニットＰＡＳＳにハンドＨを対向させる。そして、インデクサロボットＩＲは、水平方向および鉛直方向のハンドＨの移動によって、基板収容器Ｃから一枚の未処理基板ＷをハンドＨで搬出して受け渡しユニットＰＡＳＳに渡すように動作する。さらに、インデクサロボットＩＲは、水平方向および鉛直方向のハンドＨの移動によって、受け渡しユニットＰＡＳＳから一枚の処理済み基板ＷをハンドＨで受け取って、いずれかのステージＳＴ１〜ＳＴ４に保持された基板収容器Ｃに収容するように動作する。

ユーティリティーセクション４には、処理ユニット群Ｇ１〜Ｇ４に含まれる複数の処理ユニット８へ接続される複数の供給管が収納されている。ユーティリティーセクション４についての詳細は後述する。

図２は本発明の一実施形態に係る基板処理装置１の背面Ａの概略構成を示す図解的な平面図である。なお、上述と同様の構成については同符号を付すことにより詳細な説明については省略する。
基板処理装置１の背面には複数の取り外しが可能な４つのカバー１００が取り付けられており、カバー１００を外すと、開口部１０１が現れる。図２ではユーティリティーセクション４を明確にするため、基板処理装置１の背面左下側のカバー１００の１つを開いた状態を図示している。

カバー１００には、下部には切り欠き１０４と、取り外しを容易にするための取手１０５とが設けられている。カバー１００の切り欠き１０４を開口部１０１の下端にあるカバー位置決め具１０２に嵌めることより、カバー１００の正しい取り付け位置が決められる。カバー１００は固定具１０３により基板処理装置１へ固定される。カバー１００と開口部１０１はほぼ同じ大きさであり、カバー１００を開口部１０１に取り付けた状態では隙間が生じない。なお、カバー１００の固定具１０３はネジやボルトなど一般的な固定部材であるが、固定具１０３は、マグネット等の他の締結手段であってもよい。

ユーティリティーセクション４には、処理液が循環供給される処理液供給管４００と、検出部５とが収納されている。分岐管５００は処理液供給管４００から供給管分岐継手４０１により分岐され、合流管継手４０２により処理液供給管４００に合流される。検出部５では処理液の状態を検出器５０３により検出しており、処理液の状態を管理している。

メンテナンスなどのときには、基板処理装置１の使用者は、カバー１００を外すことにより、ユーティリティーセクション４に収納されている処理液供給管４００と、検出部５とにアクセスすることが可能となる。たとえば、検出部５の処理液の流れを目視で確認したい場合や、検出器５０３の感度調整を行う場合が挙げられる。検出部５についての詳細は後述する。

図３は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置の処理部の概略構成を示す図解的な平面図である。なお、上述と同様の構成については同符号を付すことにより詳細な説明については省略する。
処理ユニット８は、円形の半導体ウエハ等の基板Ｗのデバイス形成領域側の表面に対して、洗浄処理やエッチング処理などの液処理を施すための枚葉型の装置である。

処理ユニット８は、側壁８０１で取り囲まれて、内部が密閉空間であるチャンバ８０２を有している。チャンバ８０２には、基板Ｗを保持して回転させるスピンチャック８０３と、スピンチャック８０３に保持されている基板Ｗの表面（上面）に、ユーティリティーエリア４の処理液供給部４０７より供給された処理液が基板Ｗへ供給されるための処理液ノズル８０４と、リンス液供給部４０８より供給されたリンス液を基板Ｗへ供給するためのリンス液ノズル８０５と、スピンチャック８０３を収容する筒状の処理カップ８０８とがあり、筒状の処理カップ８０８はカップを昇降させるカップ昇降機構８１６と接続されている。さらにチャンバ８０２は排気管４０５によりチャンバ８０２の雰囲気を排気する排気機構４０３と接続され、排液回収管４０６によりチャンバ８０２で使用された処理液やリンス液の排液を回収する排液回収部４０４と接続されている。

チャンバ８０２の側壁８０１には、チャンバ８０２内に対して基板Ｗを搬出入させるための開口８１１が形成されている。チャンバ８０２の外側に配置された主搬送ロボットＣＲ（図１参照）は、開口８１１を通してチャンバ８０２内にハンドＨ（図１参照）をアクセスさせ、未処理の基板Ｗをスピンチャック８０３上に載置したり、スピンチャック８０３上から処理済の基板Ｗを取り出したりできるようになっている。側壁８０１の外側には、開口８１１を上下方向に開閉するためのシャッター８１２が設けられている。シャッター８１２には、シャッター８１２を閉位置（図３にて実線で図示）と、開位置（図３にて二点鎖線で図示）との間で上下動させるためのシャッター昇降機構８１３が結合されている。

スピンチャック８０３として、基板Ｗの裏面を吸着して基板Ｗが水平に保持される吸着式のチャックが採用されている。スピンチャック８０３は、スピンモータ８１４とこのスピンモータ８１４の駆動軸と一体化されたスピン軸８１５により連結されている。基板Ｗの保持方式は、基板Ｗの端部を挟んで基板Ｗが水平に保持される挟持式でもよい。装置制御部１０は、処理カップ８０８を降下させ、吸着状態が解除された基板Ｗを、主搬送ロボットＣＲのハンドＨが掬い取り、基板ＷごとハンドＨをチャンバ８０２内から退避させる。

スピンチャック８０３が吸着状態にあるときに、スピンモータ８１４が駆動されると、その駆動力によってスピン軸８１５が所定の回転軸線（鉛直軸線）Ａ１まわりに回転される。これにより、スピンチャック８０３と共に、基板Ｗが略水平な姿勢を保った状態で回転軸線Ａ１まわりに回転される。

処理液ノズル８０４は処理液を基板へ供給するための処理液吐出管８０６を介しユーティリティー４の処理液供給部４０７に接続されている。処理液吐出管８０６の途中には、処理液吐出管８０６を開閉するための処理液バルブ８０９と、供給される処理液を循環させる処理液供給管４００とが介挿されている。

装置制御部１０により処理液バルブ８０９が開かれると、処理液が処理液吐出管８０６と、処理液バルブ８０９とを通って処理液ノズル８０４から吐出される。処理液は、フッ酸（ＨＦ）、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）、酢酸（ＣＨ３ＣＯＯＨ）、硝酸（ＨＮＯ３）、塩酸（ＨＣＬ）、アンモニア水（ＮＨ３ Ｗａｔｅｒ）、過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）、有機酸（たとえばクエン酸（Ｃ（ＯＨ）（ＣＨ２ＣＯＯＨ）２ＣＯＯＨ））、蓚酸（（ＣＯＯＨ）２）など）、有機アルカリ（たとえばＴＭＡＨなど）、界面活性剤（Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ）、腐食防止剤（Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ Ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ）、有機溶剤（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｏｌｖｅｎｔ）、炭酸水（ＣＯ２ Ｗａｔｅｒ）、オゾン水（Ｏｚｏｎ Ｗａｔｅｒ）、純水（ＤＩＷ）を含んでいてもよい。

処理液ノズル８０４は、たとえば、連続流の状態で処理液を吐出するストレートノズルである。処理液ノズル８０４は、吐出口を略下方に向けた状態で、処理液ノズルアーム（図示しない）に取り付けられている。処理液ノズルアームは、所定の回転軸線（図示しない）回りに処理液ノズルアームを回転させることにより、平面視で基板Ｗの上面中央部を通る軌跡に沿って処理液ノズル８０４を水平に移動させる。これにより、処理液を吐出した状態で処理液ノズル８０４が基板Ｗ上を水平に移動する処理を行うことができる。

リンス液ノズル８０５はリンス液を基板Ｗへ供給するためのリンス液吐出管８０７を介しユーティリティー４のリンス液供給部４０８に接続されている。リンス液吐出管８０７の途中部には、リンス液吐出管８０７を開閉するためのリンス液バルブ８１０が介挿されている。
装置制御部１０がリンス液バルブ８１０を開くと、リンス液がリンス液吐出管８０７と、リンス液バルブ８１０とを通って、リンス液ノズル８０５から吐出される。リンス液としては、ＤＩＷ（脱イオン水）、炭酸水、電解イオン水、オゾン水、希釈濃度（たとえば、１０〜１００ｐｐｍ程度）の塩酸水、還元水（水素水）、脱気水を含んでいてもよい。リンス液ノズル８０５は処理液ノズル８０４と同様に、リンス液を吐出した状態でリンスノズル８０５が基板Ｗ上を水平に移動する処理を行うことができる。

次に、本発明の実施形態に係る処理液供給部における検出部について説明する。図４は図２に示すＢの拡大図である。なお、上述と同様の構成については同符号を付すことにより詳細な説明については省略する。
処理液供給管４００から供給管分岐継手４０１により分岐管５００が分岐される。分岐された分岐管５００は、再び、処理液供給管４００と供給管合流継手４０２により連結される。分岐管５００の内径（例えばφ４ｍｍ〜１０ｍｍ）は処理液供給管４００の内径（例えばφ１６ｍｍ程度）より小さいため、処理液供給管４００と分岐管５００との連結に用いられる供給管分岐継手４０１と供給管合流継手４０２とは異なる内径の管を連結することができる形状となっている。
供給管分岐継手４０１近傍の処理液上流部では分岐管５００の内径が処理液供給管４００の内径より小さいことにより、処理液供給管４００から分岐管５００へ大きい気泡が流入することが抑制される。さらに、供給管合流継手４０２近傍の処理液下流部では処理液供給管４００から分岐管５００へ処理液が逆流することが防止される。

分岐管５００の途中には検出部５が介挿され、検出部５は検出管５０２と検出器５０３とを備えている。分岐管５００の内径は検出管５０２の内径より小さいため、分岐管５００と検出管５０２とは異なる内径の管を連結することができる流入管変径継手５０１と流出管変径継手５０４とにより連結されている。詳細には分岐管５００と検出管５０２とは、検出管５０２の流入側で流入管変径継手５０１により連結され、検出管５０２の流出側で流出管変径継手５０４により連結されている。
分岐管５００の内径が検出管５０２の内径より小さいことにより、処理液が分岐管５００から検出管５０２へ流入した時、処理液の流速が低下し、処理液に含まれる気泡の移動速度も低下される。これにより、気泡が検出エリア５０３ｂに到達するまでの時間を長くすることができる。換言すると、気泡が検出管５０２の側壁上部に誘導する時間が長くとれるということである。

検出管５０２は光を透過させる管であり、管の素材はＰＦＡ（ポリテトラフルオロエチレン）などの樹脂やガラスでもよく、光を透過させる管であればよい。

検出管５０２は処理液の流入部が流出部よりも下方に位置するように、傾斜に配置されている。本実施形態では検出管５０２の傾斜角θは鉛直軸線Ｂ１に対し通常３０度〜４５度であるが、傾斜角θは薬液の性質（たとえば、比重や粘度など）や使用条件（流量、濃度など）により５度〜６０度の範囲で変更されてもよい。検出管５０２が傾斜に配置されることにより、処理液に含まれる気泡は検出管５０２の側壁上部に誘導され、検出エリア５０３ｂから気泡群９１１が排除される。これにより、処理液の状態を正確に検出することができる。検出エリア５０３ｂおよび通過する気泡の流れについては後述する。
なお、本実施形態では処理液供給管４００が鉛直軸線Ｂ１と平行である状態を示したが、たとえば、処理液供給管４００が鉛直軸線Ｂ１に対し水平状態となっている場合においても検出部５は処理液供給管４００に対しではなく、鉛直軸線Ｂ１に対し傾斜される。換言すれば、検出部５は処理液供給管４００の位置や角度に依存せず、鉛直軸線Ｂ１に対し傾斜されるということであり、処理液は検出管５０２の下方から上方へ流され、処理液に含まれる気泡が検出管５０２の側壁上部に誘導されるということである。

検出管５０２には処理液の状態を検出する検出器５０３が検出管５０２に設置されている。検出器５０３は通信部５０３ａと、照射部５０３ｄ（図５参照）と、受光部５０３ｅ（図５参照）とを備えている。照射部５０３ｄと受光部５０３ｅとについては後述する。
検出器５０３は通信部５０３ａ通じて、装置制御部１０（図３参照）へ情報を伝達する。検出器５０３は濃度計であるが、流量計やその他の検出器であってよい。検出センサは光学式センサであり、センサ光源は、ＬＥＤ、レーザーなど直進性のある光源であればよい。また、検出センサは磁気式センサや超音波式センサなど、光学式センサ以外でも処理液の状態を検出できるものであればよい。

続いて、処理液の流れについて説明する。処理液は処理液供給管４００から供給管分岐継手４０１へ主流９００として流入する。主流９００は供給管分岐継手４０１により、主流９００ａと分流９１０とに分けられる。

分流９１０は分岐管５００と流入管変径継手５０１とを通過し検出管５０２に流入する。検出管５０２に流入すると、流路の内径が大きくなるため、分流９１０の流速は主流９００流速より低くなる。検出管５０２に流入した分流９１０は検出部５０３ｂを通過するときに処理液の状態を検出される。検出管５０２を通過した分流９１０は流出管変径継手５０４から分岐管５００へ流出される。分岐管５００から流出された分流９１０は供給管合流継手４０２により処理液供給管４００へ戻される。

主流９００ａと分流９１０とは供給管合流継手４０２により合流され主流９００ｂとなる。主流９００ｂは処理液供給管４００を通過し、処理液供給部４０７（図３参照）へ流される。

次に、本発明の実施形態に係る処理液と処理液に含まれる気泡の流れについて説明する。図５（ａ）（ｂ）は処理液の検出状態を説明するために検出部５を模式的に示した図である。図５（ａ）は検出部５の正面図を示し、図５（ｂ）は検出部５の側面図を表示する。なお、上述と同様の構成については同符号を付すことにより詳細な説明については省略する。
分岐管５００に流入した処理液（分流９１０）に気泡群９１１が存在していた場合、気泡群９１１は一定の移動速度で分岐管５００内を検出管５０２へ向かって移動する。処理液５００の速度は流入管変径継手５０１を通過するとき、流路の内径が広がるため、処理液の流速は低下され、気泡群９１１の移動速度も低下される。

流入管変径継手５０１から検出管５０２へ処理液が流入した直後は、検出管５０２の流入口付近に気泡群９１１が散乱している。流入管変径継手５０１から検出器５０３までの距離を長くするために、検出管５０２に設置された検出器５０３は流入管変径継手５０１から検出器５０３までの距離が検出器５０３から流出管変径継手５０４までの距離より長くなる位置に設置されている。流入管変径継手５０１から検出器５０３までの距離は気泡群９１１を検出器の側壁上部に集めるため、傾斜角θに依存はするが、その距離は例えば１００ｍｍである。

これにより、図５（ａ）に示すように、検出管５０２へ流入した気泡群９１１が検出エリア５０３ｂへ到達するまでの距離を長くすることができ、検出管５０２の側壁上部に気泡群９１１が集められる。さらに、検出管５０２は傾斜角θとなるように設置されるため、傾斜ない場合と比較して検出管５０２へ流入した気泡群９１１が検出エリア５０３ｂへ到達するまでに、検出管５０２の側壁上部に多くの気泡群９１１が集められる。

検出管５０２へ流入した処理液は検出器５０３によりその状態を検出される。図５（ｂ）に示すように、検出管５０２は対向する照射部５０３ｄと受光部５０３ｅとの間であって、照射部５０３ｄから照射され受光部５０３ｅで受光される光線軸上に設置されている。

光源から発振された光線が照射部５０３ｄから光線５０３ｃとして照射され、受光部５０３ｅで受光される。照射された光線５０３ｃの断面部が検出エリア５０３ｂとなる。受光された光線５０３ｃは通信部５０３ａで電気信号（電気信号とは例えば直流電流（４−２０ｍＡ）であり、その値を含む）に変換され、装置制御部１０へ伝達される。装置制御部１０は伝達された電気信号から処理液の状態を基板処理装置１の表示器に表示し、基板処理装置１の使用者に処理液の状態を伝達する。
たとえば、濃度状態あれば表示は１０％など、流量状態であれば１０００ｍＬ／ｍｉｎなど具体的な値と単位で表示される。これら値に対し上限や下限、又は両方の閾値を装置制御部１０に設定し、閾値を越えた場合には、アラームが発生されるようにしてもよい。さらにアラームが発生したときには制御部１０により装置停止などの処置がとられてもよい。なお、電気信号は他の電流値（例えば０−１０ｍＡ）であってもよいし、電圧値（０−５Ｖ）や電気パルスであってもよい。

以上をまとめると、
１）検出部５を傾斜させること
２）処理液供給管４００の内径より分岐管５００の内径を小さくすること
３）分岐管５００の内径より検出管５０２の内径を大きくすること
４）流入管変径継手５０１から検出器５０３までの距離を長くとること
、により処理液供給管４００から気泡群９１１が流入することを抑制し、分岐管５００から検出管５０２へ処理液とともに流入した気泡群９１１の移動速度を低下させることができ、気泡群９１１が検出管５０２の側壁上部に集められ、検出エリア５０３ｂを通過することを回避でき、検出エリア５０３ｂに気泡が存在しない状態を作り出すことができる、ということである。よって、１）、２）、３）、４）を行うことにより、検出エリア５０３ｂから気泡群９１１を排除できるため、処理液の状態を正確に検出することができる。

今回開示された実施の形態は検出管５０２と光学式センサを利用した検出器５０３とを例示したが、処理液の状態を確認するための管系統や検出器は上記内容のみに限定されるものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内のすべての変更が含まれることが意図される。

１ 基板処理装置
２ 処理セクション
３ インデクサセクション
４ ユーティリティーセクション
５ 検出部
８ 処理ユニット
１０ 装置制御部
４００ 処理液供給管
４０１ 供給管分岐継手
４０２ 供給管合流継手
５１ 気泡群
５００ 分岐管
５０１ 流入管変径継手
５０２ 検出管
５０３ 検出器
５０４ 流出管変径継手
５０５ 傾斜角
９００、９００ａ、９００ｂ 主流
９１０ 分流
Ａ１ 回転軸線
Ｂ１ 鉛直軸線

Claims (8)

1. 処理液を用いて基板の処理を行う基板処理装置であって、
   基板を保持する基板保持手段と、
   前記基板保持手段に保持された基板に処理液を吐出する処理液吐出部と、
   前記処理液吐出部へ処理液を供給するための処理液供給部と、
   前記処理液吐出部と前記処理液供給部とを連結する処理液供給管と、
   前記処理液供給管から分岐される分岐管と、
   前期分岐管に介挿される検出部とを備え、
   前記検出部は、
   処理液の流入部が流出部よりも下方に位置するように、鉛直軸に対して傾斜に配置された検出管と、
   前記検出管に流れる処理液の状態を検出する検出器とを有すること、
   を特徴とする基板処理装置。
2. 前記検出管が５度から６０度の範囲内で鉛直軸に対して傾斜して配置されていること、
   を特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記分岐管の内径は、前記検出管の内径より小さいこと、
   を特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。
4. 前記検出器は、前記検出管の前記流入部から前記検出器までの距離が前記検出器から前記検出管の前記流出部までの距離より長くなる位置に設置されること、
   を特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の基板処理装置。
5. 前記分岐管の内径は、前記処理液供給管の内径より小さいこと、
   を特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の基板処理装置。
6. 前記検出器は、光源から発振された光線を照射する照射部と、光線を受光する受光部とを備え、
   前記検出管は対向する前記照射部と前記受光部との間であって、前記照射部から照射され前記受光部で受光される光線軸上に設置されること、
   を特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の基板処理装置。
7. 前記分岐管は、前記処理液供給管から分岐された第１部分と、前記検出管を介して前記第１部分に繋がる第２部分とを有し、
   前記流入部は、前記検出管と前記第１部分とを接続する流入管変径継手であり、
   前記流出部は、前記検出管と前記第２部分とを接続する流出管変径継手であること、
   を特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の基板処理装置。
8. 前記分岐管の一端は前記処理液供給管の上流側と接続し、前記分岐管の他端は前記処理液供給管の下流側と接続すること、
   を特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の基板処理装置。

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