JP7128293B2 - ｐＨ計測装置及びｐＨ計測方法 - Google Patents

Description

本開示は、ｐＨ計測装置及びｐＨ計測方法に関する。

被検液のｐＨを検知するｐＨセンサとして、標準液と被検液との間のｐＨの差に応じて生じる電位差を測定することにより被検液のｐＨを検知するセンサが知られている（例えば特許文献１参照）。このようなｐＨセンサからは、その構造特性上、標準液（例えば塩化カリウム）や電極成分（例えばメタル）などが流出し、その流出成分が被検液を汚染する可能性がある。例えば被検液が半導体処理用の薬液である場合、ｐＨセンサからの流出成分は半導体処理に悪影響を及ぼしうるため、ｐＨ計測により汚染された被検液を半導体処理に使用するのは好ましくない。

汚染された被検液が半導体処理等に用いられるのを防ぐため、被検液の一部をサンプリング液として抜き出し、当該サンプリング液のｐＨをｐＨセンサにより検知した後、当該サンプリング液を排出する手法を利用することができる。この場合、被検液の消費量を抑える観点から、ｐＨ計測に使用されるサンプリング液の量を少なくすることが好ましい。また複数種類の薬液を混合する際に中間液のｐＨ計測を行う場合、中間液のサンプリング量が増えるほど、最終的に得られる混合液における薬液の含有量及び含有比が大きく変動しうる。したがって混合液における薬液の含有量及び含有比の変動を抑える観点からも、ｐＨ計測に用いられるサンプリング液の量は少ない方が好ましい。

特許第３０６４７２３号

本開示は、ｐＨ計測のために使用される被検液の量を低減するのに有効な技術を提供する。

本開示の一態様による被検液のｐＨを計測するｐＨ計測装置は、空隙部と、空隙部に連通する供給ラインと、空隙部に連通する第１排出ラインと、供給ラインへの被検液の供給を調整する被検液供給バルブと、を有する本体ブロックであって、ｐＨセンサが空隙部内の被検液に接触するようにｐＨセンサを支持する一体構造の本体ブロックを備える。

本開示によれば、ｐＨ計測のために使用される被検液の量を低減するのに有効である。

図１は、ｐＨ計測装置の流路構成の一例を示す図である。 図２は、ｐＨ計測装置の具体的な構造例を示す断面図である。 図３は、制御部の機能構成を例示するブロック図である。 図４は、半導体処理システムの一例を概略的に示すブロック図である。

以下図面を参照して、被検液のｐＨを計測するｐＨ計測装置及びｐＨ計測方法を例示する。

［ｐＨ計測装置］
図１は、ｐＨ計測装置１０の流路構成の一例を示す図である。

図１に示されるｐＨ計測装置１０は、一体構造の本体ブロック１１を備える。一体構造の本体ブロック１１は、基本的に複数の部分に分解できない構造を有しており、好ましくは、全体が同一の組成を有し、継ぎ目を持たない。

本体ブロック１１は、空隙部２０、供給ライン３１及び第１排出ライン３２を有する。供給ライン３１及び第１排出ライン３２の各々は、空隙部２０に連通する。

空隙部２０は、ｐＨ計測のために被検液が貯留される部位である。空隙部２０に貯留される被検液には、本体ブロック１１によって支持されるｐＨセンサ１５が接触する。空隙部２０は、ｐＨセンサ１５と本体ブロック１１とにより区画される空間によって構成される。空隙部２０の具体的な形状は限定されないが、空隙部２０は、少なくとも部分的に高さ方向Ｄｈ（すなわち重力方向と平行な方向）に延在する。

供給ライン３１は、空隙部２０に接続されるとともに被検液タンク４０に接続されており、被検液タンク４０から空隙部２０に被検液を供給するためのラインである。供給ライン３１には被検液供給バルブ２１が設けられている。被検液供給バルブ２１は、供給ライン３１への被検液の供給を調整する。図示の被検液供給バルブ２１は、被検液タンク４０から供給ライン３１への被検液の流入量を調節することができる。空隙部２０には、被検液供給バルブ２１によって調節された量の被検液が、供給ライン３１を介して供給される。このように被検液供給バルブ２１は、被検液タンク４０に貯留されている被検液の一部をサンプリング液として抜き出す役割を有し、ｐＨ計測に使用する被検液の量を調節する。

ｐＨ計測に使用する被検液の量を抑える観点からは、被検液供給バルブ２１のオリフィス径及び供給ライン３１の流路径（すなわち断面径）は、小さい方が好ましい。ただし被検液供給バルブ２１のオリフィス径及び供給ライン３１の流路径が小さくなるほど、被検液が受ける流路抵抗は増大し、圧力損失が大きくなる。そのため、ｐＨ計測に使用される被検液の量だけではなく、被検液の粘度等の特性やその他の事情も考慮し、被検液供給バルブ２１のオリフィス径及び供給ライン３１の流路径が決められることが好ましい。

第１排出ライン３２は、被検液やその他の液体を空隙部２０から外部に排出するためのラインである。図示の第１排出ライン３２には、空隙部２０からオーバーフローした被検液等が流入する。すなわち空隙部２０内の液体が、空隙部２０に対する第１排出ライン３２の接続位置を超えた場合に、空隙部２０から第１排出ライン３２に液体が流入する。第１排出ライン３２には、継手（図示省略）を介して連絡ライン３５が接続されている。空隙部２０からオーバーフローして第１排出ライン３２に流入した液体は、連絡ライン３５を介して液貯留部１６に送られる。

このように供給ライン３１を介して空隙部２０に供給される被検液は、第１排出ライン３２が空隙部２０に接続する高さ位置に到達するまで、空隙部２０内に貯留される。供給ライン３１及び第１排出ライン３２の各々は、ｐＨセンサ１５のｐＨ計測に適した被検液が空隙部２０に貯留されるような高さ位置において、空隙部２０に接続されている。図１に示す例では、高さ方向Ｄｈに関し、第１排出ライン３２が空隙部２０に接続する位置は、供給ライン３１が空隙部２０に接続する位置よりも高い。

連絡ライン３５及び第１排出ライン３２を介して空隙部２０に連通する液貯留部１６は、液貯留部１６に貯留される液を検出する液量検出部１７とともに、オーバーフロー検出ユニット１８を構成する。

液貯留部１６及び液量検出部１７の具体的な構成は限定されない。例えば、小型タンクを液貯留部１６として使用してもよい。また一般的なレベルセンサを液量検出部１７として使用してもよい。液量検出部１７は、液貯留部１６における所定量の液体の有無を検知するセンサを用いてもよいし、液貯留部１６に貯留されている液体の具体的な量（例えば液面高さ）を計測するセンサを用いてもよい。このようにオーバーフロー検出ユニット１８は、空隙部２０からオーバーフローして液貯留部１６に流入した液を検出する。

例えば、空隙部２０内の被検液が、空隙部２０に対する第１排出ライン３２の接続位置に到達していない場合、液貯留部１６には被検液が流入せず、液量検出部１７は液貯留部１６内の液を検出しない。一方、空隙部２０内の被検液が、空隙部２０に対する第１排出ライン３２の接続位置に到達して第１排出ライン３２に流入した場合、液貯留部１６には被検液が貯留され、液量検出部１７は液貯留部１６内の液を検出する。

したがって、空隙部２０内の被検液が、空隙部２０に対する第１排出ライン３２の接続位置に到達した際に、ｐＨ計測に十分な量の被検液が空隙部２０に貯留されるよう、空隙部２０に対する第１排出ライン３２の接続位置（特に高さ方向Ｄｈの位置）が決められる。このようにして空隙部２０に対する第１排出ライン３２の接続位置を決めることで、液量検出部１７の検出結果に基づき、ｐＨセンサ１５が被検液のｐＨを適切に検知するのに十分な量の被検液が空隙部２０に貯留されているか否かを判定することが可能である。

後述のように、液量検出部１７の検出結果は制御部（図３の符号「５０」参照）に送られ、被検液供給バルブ２１を含む各種のバルブが制御部によって制御される。

例えば、液貯留部１６内に被検液が貯留されていることを液量検出部１７が検出しない間、制御部は、被検液供給バルブ２１を開状態に保つことができる。これにより、供給ライン３１は被検液供給バルブ２１によって閉鎖されず、供給ライン３１を介して被検液タンク４０から空隙部２０に被検液を流入させることができる。一方、液貯留部１６内に被検液が貯留されていることを液量検出部１７が検出した際、制御部は、被検液供給バルブ２１を閉状態にすることができる。これにより、供給ライン３１は被検液供給バルブ２１によって閉鎖され、被検液タンク４０から空隙部２０への被検液の流入が止められる。

このように液量検出部１７の検出結果に応じて供給ライン３１の開閉状態を切り替えることにより、空隙部２０に対して十分量の被検液を供給できるとともに、無駄な被検液が空隙部２０に供給されるのを防ぐことができる。なお制御部は、液量検出部１７が液貯留部１６内において被検液の存在を検出したタイミングで被検液供給バルブ２１を閉状態に切り替えてもよいし、所定量の被検液が液貯留部１６に溜まったタイミングで被検液供給バルブ２１を閉状態に切り替えてもよい。

図示の液貯留部１６は、第２排出バルブ２６を介してドレーンライン３６に接続されている。第２排出バルブ２６が閉状態に置かれている間、液貯留部１６に貯留されている液体は、ドレーンライン３６に向かって排出されない。一方、第２排出バルブ２６が開状態に置かれている間、液貯留部１６はドレーンライン３６に連通し、液貯留部１６に貯留されている液体はドレーンライン３６を介してドレーンタンク４３に排出される。

ｐＨセンサ１５は、空隙部２０内の被検液に接触するように本体ブロック１１によって支持されており、空隙部２０に貯留されている被検液のｐＨを検知する。ｐＨセンサ１５が採用する具体的なｐＨ計測メカニズムは限定されない。通常は、空隙部２０に貯留されている被検液をｐＨ検知部（図２の符号「１５ａ」参照）に誘導し、当該ｐＨ検知部に誘導された被検液と標準液との間の電位差を測定することで、被検液のｐＨが検知される。

空隙部２０には洗浄ライン３３が更に連通する。洗浄ライン３３は、洗浄流体を空隙部２０に送り込むためのラインであり、洗浄ライン３３の一部が本体ブロック１１に形成されている。図示の洗浄ライン３３は、空隙部２０に接続されるとともに、洗浄液タンク４１及び洗浄ガスタンク４２にも接続されており、洗浄流体として洗浄液及び洗浄ガスを洗浄ライン３３に流すことができる。

洗浄ライン３３には、洗浄液供給バルブ２２、洗浄液規制バルブ２３及び洗浄ガス規制バルブ２４が設けられている。洗浄液供給バルブ２２は、洗浄ライン３３及び空隙部２０に対する洗浄液及び洗浄ガスの供給を調整する。図示の洗浄液供給バルブ２２は、本体ブロック１１において、後述の接続ライン３０に設けられており、接続ライン３０に対する洗浄液及び洗浄ガスの供給を調整する。洗浄液規制バルブ２３は、洗浄液タンク４１から洗浄液供給バルブ２２に至る洗浄ライン３３の途中に設けられている。洗浄ガス規制バルブ２４は、洗浄ガスタンク４２から洗浄液供給バルブ２２に至る洗浄ライン３３の途中に設けられている。

図示の本体ブロック１１は、空隙部２０から延びる接続ライン３０を有する。接続ライン３０は、供給ライン３１の少なくとも一部を構成するとともに、洗浄ライン３３の少なくとも一部を構成する。接続ライン３０のうち供給ライン３１を構成する部分の全体が、洗浄ライン３３の一部を構成する。このように接続ライン３０の一部が供給ライン３１及び洗浄ライン３３によって共有される構成によれば、洗浄ライン３３に流される洗浄液及び洗浄ガスによって、空隙部２０だけではなく、供給ライン３１（特に接続ライン３０によって構成される部分）も洗浄することができる。

また、供給ライン３１が洗浄ライン３３よりも空隙部２０に近い位置に設けられ、供給ライン３１の全長を効果的に短くすることができる。被検液タンク４０から空隙部２０に至る供給ライン３１の長さを短くすることによって、ｐＨ計測の際に供給ライン３１内に保有される被検液の量を少なくすることができ、ひいてはｐＨ計測によって消費される被検液の量を低減することができる。

図示の本体ブロック１１は、第１排出ライン３２よりも下方において空隙部２０に連通する第２排出ライン３４を更に有する。第２排出ライン３４は、洗浄液やその他の液体を空隙部２０から外部に排出するためのラインであり、特に、第１排出ライン３２からオーバーフローしない空隙部２０内の液体を排出することができるラインである。本体ブロック１１は、第２排出ライン３４に接続されている第１排出バルブ２５を更に有する。図示の第２排出ライン３４は、第１排出バルブ２５を介してドレーンライン３６に接続されており、ドレーンライン３６はドレーンタンク４３に接続されている。

第１排出バルブ２５は、空隙部２０から第２排出ライン３４への液体の流入を調整する。第１排出バルブ２５が開状態に置かれている間、第２排出ライン３４は開放されており、空隙部２０内の液体は重力の影響で、第２排出ライン３４及びドレーンライン３６を介してドレーンタンク４３に排出される。一方、第１排出バルブ２５が閉状態に置かれている間、第２排出ライン３４は閉鎖されており、第２排出ライン３４からドレーンライン３６に液体は流入しない。

なお、第１排出ライン３２を介して空隙部２０内の液体を十分に排出することができるのであれば、第２排出ライン３４及び第１排出バルブ２５は必ずしも設けられなくてもよい。例えば空隙部２０を洗浄液によって洗浄する際に、洗浄液を効率良く排出するために、第１排出ライン３２及び第２排出ライン３４の両方を介して洗浄液を排出することができる。そのような液体の効率的な排出が不要な場合、第２排出ライン３４を設けることなく、第１排出ライン３２のみによって空隙部２０内の液体を排出してもよい。また被検液の粘度等の特性によっては、洗浄液による空隙部２０及び供給ライン３１の洗浄が不要な場合がある。そのような場合、本体ブロック１１に第２排出ライン３４を設けることなく、第１排出ライン３２のみによって空隙部２０内の液体（特に被検液）を十分に排出しうる。また空隙部２０に流される液体（特に被検液）の特性に応じて、第２排出ライン３４経由で空隙部２０から液体を排出するか否かが決められてもよい。

図２は、ｐＨ計測装置１０の具体的な構造例を示す断面図である。図２に示すｐＨ計測装置１０の流路は、図１に示す流路構造に対応しており、既に上述されている事項の詳細な説明は省略する。図２には、主として、本体ブロック１１及びｐＨセンサ１５が示されている。図１に示されているオーバーフロー検出ユニット１８、被検液タンク４０、洗浄液タンク４１及び洗浄ガスタンク４２等の要素は、図２では図示が省略されている。

また図２において第１排出バルブ２５が図示されていないが、図２に示すｐＨ計測装置１０において第１排出バルブ２５は第２排出ライン３４に対して水平方向（すなわち高さ方向Ｄｈと垂直を成す方向）に設けられている。すなわち第１排出バルブ２５は、図２に示す本体ブロック１１により隠されて見えない位置に設けられているため、図２において図示されていないだけであり、実際は本体ブロック１１に設けられている。

一体構造の本体ブロック１１は、計測部１２及び導入部１３を有する。図示の計測部１２及び導入部１３は、同一材料によって構成され、継ぎ目無くお互いに隣り合っている。計測部１２には、空隙部２０、第１排出ライン３２及び第２排出ライン３４が設けられており、ｐＨセンサ１５は計測部１２において支持されている。導入部１３には、被検液供給バルブ２１及び洗浄液供給バルブ２２が設けられている。空隙部２０に連通する供給ライン３１及び洗浄ライン３３（接続ライン３０を含む）は、計測部１２及び導入部１３の両方にわたって設けられている。

図２に示すｐＨ計測装置１０において、本体ブロック１１とｐＨセンサ１５との間にはアダプタ１９が介在する。アダプタ１９は、アタッチメントとして働き、ｐＨセンサ１５を固定的に支持しつつ、本体ブロック１１によって固定的に支持される。なお、アダプタ１９によるｐＨセンサ１５の支持手法及び本体ブロック１１によるアダプタ１９の支持手法は限定されず、締まり嵌めやネジ嵌合等の任意の固定手段を利用することが可能である。

上述のように空隙部２０はｐＨセンサ１５及び本体ブロック１１によって区画されており、空隙部２０の断面径及び容積は、本体ブロック１１とｐＨセンサ１５との間の距離に応じて定まる。そのためアダプタ１９に応じて、本体ブロック１１に対するｐＨセンサ１５の相対位置が定められ、空隙部２０の容積が調整される。そのため、実際に使用するアダプタ１９の特性を適宜選定することによって、被検液の特性（粘度等）に応じた適切な間隔をｐＨセンサ１５と本体ブロック１１との間に確保し、空隙部２０の断面径及び容積を最適化することができる。

なおｐＨ計測に使用される被検液の量を抑える観点からは、空隙部２０の容積は小さい方が好ましい。ただし空隙部２０の断面径及び容積が過度に小さいと、空隙部２０の流路抵抗が増大し、圧力損失が大きくなる。そのため、ｐＨ計測による被検液の消費量、被検液の粘度等の特性、及びその他の事情が考慮されて決められる断面径及び容積を空隙部２０が持つことができるような、適切なアダプタ１９が選定される。

ｐＨセンサ１５は、図２示すように、ｐＨ検知部１５ａと、ｐＨ検知部１５ａに接続される導入ライン１５ｂとを有する。空隙部２０に貯留されている被検液の一部は、導入ライン１５ｂを介してｐＨ検知部１５ａに誘導される。そしてｐＨ検知部１５ａによって、誘導された被検液のｐＨ（厳密には標準液と被検液との電位差）が計測される。空隙部２０内の被検液が導入ライン１５ｂを通ってｐＨ検知部１５ａに確実に到達できるよう、高さ方向Ｄｈに関してｐＨ検知部１５ａよりも高い位置で、第１排出ライン３２は空隙部２０に対して接続されている。

図３は、制御部５０の機能構成を例示するブロック図である。

制御部５０は、ｐＨセンサ１５の検知結果及び液量検出部１７の検出結果を受信する。また制御部５０は、電磁弁として構成される被検液供給バルブ２１、洗浄液供給バルブ２２、洗浄液規制バルブ２３、洗浄ガス規制バルブ２４、第１排出バルブ２５及び第２排出バルブ２６の各々の開閉を制御する。

例えば、制御部５０は、液量検出部１７の検出結果に応じて被検液供給バルブ２１の開閉を制御する。制御部５０が液量検出部１７の検出結果に応じて被検液供給バルブ２１を自動的に開閉することにより、過度な量の被検液が空隙部２０に供給されることを防ぎつつ、十分量の被検液を空隙部２０に供給することができる。

制御部５０は、ｐＨセンサ１５の検知結果及び液量検出部１７の検出結果を、任意の用途に利用可能である。例えば、制御部５０は、被検液の適正なｐＨを得るために、液量検出部１７の検出結果を利用してもよい。

一般に、ｐＨセンサによって被検液のｐＨを安定的且つ正確に検知するためには、ｐＨセンサを被検液にある時間（通常は１～５分程度）浸すことが好ましい。すなわちｐＨセンサを被検液に接触させた直後は、ｐＨセンサの検知結果が不安定であり、検知結果の信頼性に欠ける。そのため、ｐＨセンサを被検液に接触させた状態である時間経過させた後に得られるｐＨセンサの検知値を、被検液のｐＨ計測値として採用することが好ましい。そのため制御部５０は、液量検出部１７が被検液を検出してから（すなわち被検液供給バルブ２１が閉状態に切り替えられてから）、所定時間（例えば２分程度）経過後にｐＨセンサ１５により検知されたｐＨ値を、被検液のｐＨ計測値として採用することができる。

なおｐＨセンサ１５の検知結果は、ｐＨセンサ１５から制御部５０に継続的に（規則的に）送信されてもよいし、制御部５０からのリクエストに応じてｐＨセンサ１５から制御部５０に送信されてもよい。

［ｐＨ計測方法］
次に、図１及び図２に示すｐＨ計測装置１０を使ったｐＨ計測方法の一例について説明する。以下に説明するｐＨ計測装置１０を構成する各要素の動作は、制御部５０の制御下で行われる。

本例のｐＨ計測方法は、ｐＨ計測装置１０において供給ライン３１から空隙部２０に向かって被検液を流すステップと、空隙部２０内の被検液に接触するｐＨセンサ１５によって被検液のｐＨを計測するステップと、を含む。

より具体的には、被検液供給バルブ２１が開状態に置かれるとともに洗浄液供給バルブ２２及び第１排出バルブ２５が閉状態に置かれ、被検液タンク４０から供給ライン３１を介して空隙部２０に被検液（サンプリング液）が供給される。そして液貯留部１６に被検液が貯留されたことを液量検出部１７が検出した場合、被検液供給バルブ２１は閉状態に置かれ、空隙部２０への被検液の供給が止められる。そして液貯留部１６内の被検液を液量検出部１７が検出した後又は被検液供給バルブ２１が閉状態に置かれた後、所定時間経過後に、ｐＨセンサ１５（具体的にはｐＨ検知部１５ａ）によって検知されるｐＨ値が被検液のｐＨ計測値として取得される。

なお、複数種類の処理液（第１の処理液及び第２の処理液）のｐＨを連続的に計測する際に行われる空隙部２０の洗浄処理は、一例として、以下のように実施される。

すなわち、被検液供給バルブ２１が開状態に置かれるとともに洗浄液供給バルブ２２及び第１排出バルブ２５が閉状態に置かれ、供給ライン３１が第１の処理液の供給源（図示省略；被検液タンク４０参照）に接続される。これにより第１の処理液が供給ライン３１を介して空隙部２０に供給され、ｐＨセンサ１５によって第１の処理液のｐＨが検知される。

第１の処理液のｐＨ計測後、被検液供給バルブ２１及び洗浄ガス規制バルブ２４が閉状態に置かれるとともに洗浄液規制バルブ２３及び洗浄液供給バルブ２２が開状態に置かれ、洗浄ライン３３を介して洗浄液タンク４１から空隙部２０に洗浄液が供給される。これにより接続ライン３０及び空隙部２０に残存する第１の処理液が洗い流される。

この際、空隙部２０からオーバーフローして第１排出ライン３２に流入した洗浄液は、連絡ライン３５を介して液貯留部１６に送られる。第２排出バルブ２６を開状態に置くことによって、液貯留部１６内の洗浄液はドレーンライン３６を介してドレーンタンク４３に排出される。また必要に応じて第１排出バルブ２５が開状態に置かれ、空隙部２０内の洗浄液が、第２排出ライン３４及びドレーンライン３６を介してドレーンタンク４３に排出される。

その後、被検液供給バルブ２１及び洗浄液規制バルブ２３が閉状態に置かれ、洗浄液供給バルブ２２及び洗浄ガス規制バルブ２４が開状態に置かれ、洗浄ライン３３を介して洗浄ガスタンク４２から空隙部２０に洗浄ガス（例えばＮ_２等の圧縮気体）が吹き込まれる。これにより、接続ライン３０及び空隙部２０内の残存液を、洗浄ガスによって吹き飛ばして、第１排出ライン３２及び／又は第２排出ライン３４から排出することができる。

その後、洗浄液供給バルブ２２、洗浄液規制バルブ２３、洗浄ガス規制バルブ２４及び第１排出バルブ２５が閉状態に置かれるとともに被検液供給バルブ２１が開状態に置かれ、第２の処理液の供給源（図示省略）が供給ライン３１に接続される。これにより第２の処理液が供給ライン３１を介して空隙部２０に供給され、ｐＨセンサ１５によって第２の処理液のｐＨを検知することができる。

以上説明したように本実施形態のｐＨ計測装置１０及びｐＨ計測方法によれば、空隙部２０、供給ライン３１、第１排出ライン３２及び被検液供給バルブ２１が一体構造の本体ブロック１１に設けられる。これにより、供給ライン３１の全長を短くして供給ライン３１の容積を小さくすることができ、供給ライン３１内に保有される被検液の量を抑え、被検液供給バルブ２１から空隙部２０に向かって送り出す被検液の量を少なくすることができる。

従来は、別体の導入ブロック及び計測ブロックが継手を介してお互いに連結され、導入ブロックの供給ラインと計測ブロックの供給ラインとが、継手に形成された供給ラインを介してつながれていた。一方、一体構造の本体ブロック１１を備える上述のｐＨ計測装置１０によれば、導入部１３及び計測部１２にわたって供給ライン３１が継続的に延びているため、従来必要とされていた継手が本来的に不要である。そのため、上述のｐＨ計測装置１０では、少なくとも従来の継手に形成されていた供給ラインに相当する部分が不要であり、それに応じて供給ライン３１の全長を短くすることができる。

本件発明者は、別体の導入ブロック及び計測ブロックが継手を介してお互いに連結される従来タイプのｐＨ計測装置と、上述の一体構造の本体ブロック１１を備えるｐＨ計測装置１０とに基づいて、様々なシミュレーションを行った。その結果、従来タイプのｐＨ計測装置に比べ、一体構造の本体ブロック１１を備える上述のｐＨ計測装置１０によれば、ｐＨ計測に使用する被検液（サンプリング液）の量を１／１０程度以下に低減することも可能であることが分かった。

このように空隙部２０、供給ライン３１、第１排出ライン３２及び被検液供給バルブ２１を一体構造の本体ブロック１１に設けることによって、被検液のｐＨを計測する際に、被検液の使用量を抑えつつ、空隙部２０に被検液を迅速に送り込むことができる。

またアダプタ１９を使い分けてｐＨセンサ１５と本体ブロック１１との間の距離を調整することにより、空隙部２０の断面径及び容積を、被検液の粘度等の特性に応じて最適化することができる。空隙部２０の断面径及び容積を最適化することによって、空隙部２０に対して必要十分量の被検液を貯留することができ、ｐＨ計測で消費される被検液の無駄を低減しつつ、ｐＨ計測を適切に行うことができる。

また上述のｐＨ計測装置１０によれば、空隙部２０から排出された被検液が液貯留部１６において液量検出部１７により検出され、液量検出部１７の検出結果に応じて被検液供給バルブ２１が開閉制御される。これにより、供給ライン３１を介して空隙部２０に供給する被検液の量を抑えつつ、確実に空隙部２０をｐＨ計測に必要な量の被検液で満たすことができる。

このように上述のｐＨ計測装置１０及びｐＨ計測方法は、ｐＨ計測のために使用される被検液の量を低減するのに有効であり、被検液のｐＨを精度良く計測することができる。

［応用例］
上述のｐＨ計測装置１０及びｐＨ計測方法は、様々な装置、方法、及びその他の関連技術に対して応用可能であり、応用対象は限定されない。例えば、めっき処理等の薬液処理を行う半導体処理システムに対しても、上述のｐＨ計測装置１０及びｐＨ計測方法を応用することが可能である。

図４は、半導体処理システム７０の一例を概略的に示すブロック図である。図４に示す半導体処理システム７０は、混合液タンク５１、半導体処理装置５５、及び図１及び図２に示すｐＨ計測装置１０を備える。

混合液タンク５１は、複数種類の薬液を含有する混合液を貯留する。混合液タンク５１には、複数の薬液供給部（第１薬液供給部６１、第２薬液供給部６２及び第３薬液供給部６３）が接続されており、それぞれの薬液供給部から対応の薬液が供給される。それぞれの薬液供給部から混合液タンク５１に供給される薬液が混合液タンク５１において攪拌器（図示省略）により混ぜ合わされることで、混合液タンク５１において混合液が調製される。

このようにして調製される混合液の具体的な成分は限定されない。例えば、混合液タンク５１において調製される混合液は、半導体ウェハのめっき処理に用いられるめっき液であってもよい。

半導体処理装置５５は、混合液送出ライン５２を介して混合液タンク５１に接続されている混合液供給ノズル５６を有し、混合液供給ノズル５６から吐出される混合液を半導体処理に使用することができる。例えば、半導体処理装置５５において保持されているウェハ（図示省略）の処理面に、混合液供給ノズル５６から吐出される混合液（例えばめっき液）を付与してもよい。

上述の図４に示す半導体処理システム７０において、ｐＨ計測装置１０の供給ライン３１は、混合液送出ライン５２を介して混合液タンク５１に接続されている。混合液タンク５１に貯留されている混合液の一部が、混合液送出ライン５２及び供給ライン３１を介してｐＨ計測装置１０に供給される。なお供給ライン３１は、混合液送出ライン５２以外のラインを介して混合液タンク５１に接続されていてもよい。また混合液送出ライン５２は、分岐ラインが途中で派生し、当該分岐ラインの端部が混合液タンク５１に接続されていてもよい。この場合、混合液タンク５１から混合液送出ライン５２に流入した混合液を、分岐ラインを介して混合液タンク５１に戻すことができるため、混合液を循環させることができる。

上述の半導体処理システム７０において、例えば、第１薬液供給部６１からの第１の薬液及び第２薬液供給部６２からの第２の薬液を混合液タンク５１で混合して中間液を調製してもよい。またその後、当該中間液に対して第３薬液供給部６３からの第３の薬液が加えられてもよい。この場合、第１の薬液及び第２の薬液の混合液のｐＨをｐＨ計測装置１０によって計測しつつ、中間液を調製してもよい。また中間液及び第３の薬液の混合液のｐＨをｐＨ計測装置１０によって計測しつつ、最終的な混合液を調製してもよい。この調製方法によれば、最終的な混合液のｐＨだけではなく、中間液のｐＨも所望の値に調製することができるため、所望の混合液を高精度に調製することが可能である。

特に、上述のｐＨ計測装置１０及びｐＨ計測方法を利用することによって、非常に少ない量の被検液（サンプリング液）を使って被検液のｐＨを計測することができる。そのため、中間液を調製する際のｐＨ計測で消費される薬液量が少なくて済み、また最終的な混合液を調製する際のｐＨ計測で消費される薬液量が少なくて済む。これにより、ｐＨ計測に起因して最終的な混合液における薬液の含有量及び含有比が所望の含有量及び含有比から大きくずれることを、効果的に防ぐことができる。このように図４に示す半導体処理システム７０によれば、高品質の混合液を混合液タンク５１で調製して半導体処理装置５５に供給することができる。

［変形例］
本開示は上記実施の形態及び変形例そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施の形態及び変形例に開示されている複数の構成要素の適宜の組み合わせにより、種々の装置及び方法が構成されてもよい。実施の形態及び変形例に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態及び変形例にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

例えば、ｐＨ計測装置１０の動作を制御するためのコンピュータにより実行された際に、コンピュータがｐＨ計測装置１０を制御して上述のｐＨ計測方法を実行させるプログラムや、そのようなプログラムが記録された記録媒体として、本開示が具体化されてもよい。

１０ ｐＨ計測装置
１１ 本体ブロック
１５ ｐＨセンサ
２０ 空隙部
２１ 被検液供給バルブ
３１ 供給ライン
３２ 第１排出ライン

Claims (12)

1. 半導体処理用の薬液である被検液のｐＨを計測するｐＨ計測装置であって、
   空隙部と、前記空隙部に連通する供給ラインと、前記空隙部に連通する第１排出ラインと、前記供給ラインへの前記被検液の供給を調整する被検液供給バルブと、を有する本体ブロックであって、ｐＨセンサが前記空隙部内の前記被検液に接触するように前記ｐＨセンサを支持する一体構造の本体ブロックと、
   前記本体ブロックと前記ｐＨセンサとの間に介在するアダプタと、を備え、
   前記アダプタに応じて、前記本体ブロックに対する前記ｐＨセンサの相対位置が定められて前記空隙部の容積が調整され、
   前記アダプタは、締まり嵌め又はネジ嵌合を利用して前記ｐＨセンサを固定的に支持し、
   前記本体ブロックは、締まり嵌め又はネジ嵌合を利用して前記アダプタを固定的に支持するｐＨ計測装置。
2. 半導体処理用の薬液である被検液のｐＨを計測するｐＨ計測装置であって、
   空隙部と、前記空隙部に連通する供給ラインと、前記空隙部に連通する第１排出ラインと、前記供給ラインへの前記被検液の供給を調整する被検液供給バルブと、を有する本体ブロックであって、ｐＨセンサが前記空隙部内の前記被検液に接触するように前記ｐＨセンサを支持する一体構造の本体ブロックを備え、
   前記空隙部は、前記ｐＨセンサ及び前記本体ブロックにより区画される空間によって構成され、少なくとも部分的に高さ方向に延在するｐＨ計測装置。
3. 半導体処理用の薬液である被検液のｐＨを計測するｐＨ計測装置であって、
   空隙部と、前記空隙部に連通する供給ラインと、前記空隙部に連通する第１排出ラインと、前記供給ラインへの前記被検液の供給を調整する被検液供給バルブと、を有する本体ブロックであって、ｐＨセンサが前記空隙部内の前記被検液に接触するように前記ｐＨセンサを支持する一体構造の本体ブロックを備え、
   前記第１排出ラインが前記空隙部に接続する位置は、前記供給ラインが前記空隙部に接続する位置よりも高いｐＨ計測装置。
4. 前記本体ブロックは、計測部及び導入部を有し、
   前記空隙部及び前記第１排出ラインは、前記計測部に設けられ、
   前記被検液供給バルブは、前記導入部に設けられ、
   前記供給ラインは、前記計測部及び前記導入部に設けられ、
   前記計測部及び前記導入部は、継ぎ目無く隣り合っている請求項１～３のいずれか一項に記載のｐＨ計測装置。
5. 前記本体ブロックは、
   前記空隙部に連通する洗浄ラインと、
   前記洗浄ラインに対する洗浄液の供給を調整する洗浄液供給バルブと、を有する請求項１～４のいずれか一項に記載のｐＨ計測装置。
6. 前記本体ブロックは、前記空隙部から延びる接続ラインを有し、
   前記接続ラインは、前記供給ラインの少なくとも一部を構成するとともに、前記洗浄ラインの少なくとも一部を構成し、
   前記接続ラインのうち前記供給ラインを構成する部分の全体が、前記洗浄ラインの一部を構成する請求項５に記載のｐＨ計測装置。
7. 前記本体ブロックは、
   前記第１排出ラインよりも下方において前記空隙部に連通する第２排出ラインと、
   前記空隙部から前記第２排出ラインへの液体の流入を調整する排出バルブと、を有する請求項５又は６に記載のｐＨ計測装置。
8. 前記第１排出ラインを介して前記空隙部に連通する液貯留部と、
   前記液貯留部に貯留される液を検出する液量検出部と、を更に備え、
   前記空隙部からオーバーフローして前記第１排出ラインに流入した液体が前記液貯留部に送られる請求項１～７のいずれか一項に記載のｐＨ計測装置。
9. 前記本体ブロックと前記ｐＨセンサとの間に介在するアダプタを備え、
   前記アダプタに応じて、前記本体ブロックに対する前記ｐＨセンサの相対位置が定められて前記空隙部の容積が調整される請求項２又は３に記載のｐＨ計測装置。
10. 前記アダプタは、締まり嵌め又はネジ嵌合を利用して前記ｐＨセンサを固定的に支持し、
    前記本体ブロックは、締まり嵌め又はネジ嵌合を利用して前記アダプタを固定的に支持する請求項９に記載のｐＨ計測装置。
11. 前記空隙部は、前記ｐＨセンサ及び前記本体ブロックにより区画される空間によって構成され、少なくとも部分的に高さ方向に延在する、請求項１又は３に記載のｐＨ計測装置。
12. 前記第１排出ラインが前記空隙部に接続する位置は、前記供給ラインが前記空隙部に接続する位置よりも高い、請求項１又は２に記載のｐＨ計測装置。

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