JPH10318818A - 液面検出器及び液面制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液面高さを常に正確に制御することが可能な
液面制御装置を提供する。 【解決手段】 液面制御装置３４は、析出成分を溶解す
るウエハ洗浄液を常時収容している洗浄槽１２内に上方
から挿入され、ウエハ洗浄液に対して非溶解性のガスを
ウエハ洗浄液内で放出するガス供給管１８と、洗浄槽１
２に洗浄液を供給する洗浄液供給装置２３と、ガス供給
管１８のガス圧力を計測する圧力計２１と、圧力計２１
からの信号に基づき、洗浄槽１２内に洗浄液供給装置２
３から洗浄液を供給して液面高さを制御するようにした
制御装置２４と、ガス供給管１８に純水を供給する純水
供給管３３とを備えている。ガス供給管１８は、純水供
給管３３が接続された三方電磁弁３８を液面高さよりも
高い位置に備えている。これにより、液面制御装置は、
ガス供給管の定期的な洗浄によって液面高さを常に正確
に制御することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特にウエハを洗浄
する洗浄液に最適な液面検出器及び液面制御装置に関
し、更に詳しくは、液面高さを常に正確に検出するよう
にした液面検出器、及び液面高さを常に正確に制御する
ようにした液面制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ウエハを洗浄する洗浄液等の溶液を収容
している洗浄槽には、通常、溶液の液面高さをモニタす
る液面検出器を有し、液面高さを一定に維持するように
した液面制御装置が備えられている。図４は、従来の液
面制御装置を備えたウエハ洗浄装置の一例の概念的模式
図である。ウエハ洗浄装置１０は、ウエハを洗浄する洗
浄液を常時収容している洗浄槽１２と、洗浄液の液面高
さを制御する従来の液面制御装置１４とを備えている。

【０００３】従来の液面制御装置１４は、洗浄槽１２内
に上方から挿入され、洗浄液に対して非溶解性のガスを
洗浄液内で放出するガス供給管１８を有し、洗浄槽１２
の液面高さを検出するようにした液面検出器１７と、洗
浄液に対して非溶解性の窒素ガスをガス供給管１８に供
給する窒素ガス供給系統２０とを備えている。液面検出
器１７は、ガス供給管１８のガス圧力を検出する圧力計
２１を有し、圧力計２１で検出したガス圧と洗浄槽１２
内の液面高さとの相関関係に従って液面高さを検出する
ようにされている。液面制御装置１４は、更に、開閉弁
１９付き供給ライン２２を有し、析出成分を溶解した溶
液を供給ライン２２を介して洗浄槽１２内に供給する洗
浄液供給装置２３と、液面検出器１７からの検出信号に
基づき、開閉弁１９の開閉を制御する制御装置２４とを
備え、洗浄槽１２内の液面高さを常時制御している。

【０００４】液面制御装置１４を用いてウエハ洗浄装置
１０の洗浄液の液面高さを一定に制御するには、ガス供
給管１８に窒素ガスを僅かに流すことにより、ガス供給
管１８の先端位置の水圧をガス圧として圧力計２１によ
り計測する。制御装置２４は、圧力計２１からの検出信
号に基づき、ガス圧の値が所定範囲内になるように開閉
弁１９の開閉を制御し、洗浄液が洗浄槽１２内に供給さ
れる。すなわち、洗浄液量はフィードバック制御されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の液面制
御装置を備えたウエハ洗浄装置では、溶液が析出し易い
析出成分を溶解している場合、ガス供給管の洗浄液中に
浸漬している時間がある程度経過すると、液面高さが、
所定高さよりも低い高さに制御され、正しく制御されな
いという問題があった。例えば、従来の液面制御装置１
４では、ガス供給管１８の洗浄液中に浸漬している時間
がある程度経過すると、液面高さが、所定高さよりも低
く維持された。以上のような事情に照らして、本発明の
目的は、液面高さを常に正確に検出するようにした液面
検出器、及び液面高さを常に正確に制御するようにした
液面制御装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】ところで、洗浄液中に溶
解している析出成分は、析出して洗浄槽の内壁や液面検
出器のガス供給管に付着するので（図５参照）、洗浄槽
内を純水により定期的に洗浄している。その際、ガス供
給管の内壁は洗浄されていない。そこで、本発明者は、
洗浄直後でもガス供給管の内壁に結晶が付着して残留し
ているのではないかと推定し、洗浄直後のガス供給管の
内壁面を観察したところ、図６に示すように、内壁面に
結晶３０が付着しており、ガス供給管の内径が事実上小
さくなっていた。そして、本発明者は、ガス供給管内の
ガス圧力を制御装置に設定された所定の水圧値になるよ
うに制御すると、洗浄液の液面高さは、結晶３０が付着
していないときに比べて、低く制御されることを突き止
めた。そこで、本発明者は、ガス供給管の内壁面を定期
的に洗浄することを検討し、本発明を完成するに至っ
た。

【０００７】上記目的を達成するために、本発明に係る
液面検出器は、析出成分を溶解した溶液を収容している
容器内に上方から挿入され、溶液に対して非溶解性のガ
スを溶液内で放出するガス供給管と、ガス供給管のガス
圧力を検出する圧力計とを備え、圧力計で検出したガス
圧と容器内の液面高さとの相関関係に従って液面高さを
検出するようにした液面検出器において、ガス供給管
は、ガス圧力の計測位置よりも下流の位置に三方弁を備
え、三方弁の常時閉のポートには、純水を給水する純水
配管が接続されていることを特徴としている。

【０００８】溶液は、例えばウエハ洗浄液として用いら
れるＢＨＦ（バッファドふっ酸）溶液である。ガス供給
管に送給するガスは、一般的に、窒素ガスである。三方
弁は、３つのポートのうち、何れか２つを開、残り１つ
を閉の状態に切り換える弁である。好適には、純水配管
は、流量調整弁を備えている。尚、ガス供給管が、三方
弁よりも上流位置にリリーフ弁を備えていると、ガス供
給管内を純水により洗浄する際、非溶解性のガスの供給
を停止する必要がなくなる。

【０００９】また、本発明に係る液面制御装置は、析出
成分を溶解した溶液を収容している容器内に上方から挿
入され、溶液に対して非溶解性のガスを溶液内で放出す
るガス供給管と、ガス供給管のガス圧力を検出する圧力
計とを有し、圧力計で検出したガス圧と容器内の液面高
さとの相関関係に従って液面高さを検出するようにした
液面検出器と、開閉弁付き供給ラインを有し、供給ライ
ンを介して析出成分を溶解した溶液を容器内に供給する
溶液供給装置と、液面検出器からの検出信号に基づき、
供給ラインの開閉弁の開閉を制御する制御装置とを備
え、容器内の液面高さを制御するようにした液面制御装
置において、ガス供給管は、ガス圧力の計測位置よりも
下流の位置に三方弁を備え、三方弁の常時閉のポートに
は、純水を給水する純水配管が接続されていることを特
徴としている。

【００１０】これにより、純水によるガス供給管の定期
的な洗浄によって、常に液面高さを正確に制御すること
ができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、実施例を挙げ、添付図面
を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつより詳細
に説明する。実施例１ 本実施例は、本発明に係る液面制御装置をウエハ洗浄装
置に適用した例である。尚、本発明に係る液面制御装置
は、本発明に係る液面検出器を有している。図１は、本
実施例の液面制御装置を用いたウエハ洗浄装置の構成を
示す模式図である。本実施例のウエハ洗浄装置３２は、
従来のウエハ洗浄装置１０に比べ、ガス供給管１８に純
水を供給する純水供給管３３と、液面制御装置１４に代
えて液面制御装置３４とを備えている。図１では、図３
と同じ部位、部品には同じ符号を付してその説明を省略
する。

【００１２】液面制御装置３４は、液面検出器１７に代
えて液面検出器３５と、洗浄液供給装置２３と、制御装
置２４とを備えている。液面検出器３５は、ガス供給管
１８と、窒素ガス供給系統２０と、圧力計２１と、圧力
計２１よりも下流位置でガス供給管１８に設けられたリ
リーフ弁３６と、更に下流位置に設けられた三方電磁弁
３８とから構成され、圧力計２１で検出したガス圧と洗
浄槽１２内の液面高さとの相関関係に従って液面高さを
検出するようにされている。ガス供給管１８の内径は４
mmφであり、洗浄液の液面高さ制御時にガス供給管１８
に送給している窒素ガス圧力は、通常、２kgf/cm²であ
る。尚、図１で、黒色のポートは閉、白色のポートは開
を意味する。純水供給管３３は、分岐管４２と、分岐管
４２よりも下流位置に設けられた流量調節弁４４とを備
えており、分岐管４２は、三方電磁弁３８の常時閉のポ
ート３８ａに接続されている。ウエハ洗浄装置３２に用
いる洗浄液は、洗浄槽１２の内壁やガス供給管１８に結
晶として付着し易いＢＨＦ溶液が、主として用いられ
る。

【００１３】ウエハ洗浄装置３２の洗浄槽１２及びガス
供給管１８を定期的に洗浄する際、図２に示すように、
三方電磁弁３８に窒素ガスを供給するポート３８ｂを閉
にし、ポート３８ａを開にし、分岐管４２からガス供給
管１８へ純水を供給する。次いで、流量調整弁４４によ
り、ガス供給管１８の先端から流出する純水流量ｕ l/m
inを調整してガス供給管１８に純水を供給する。純水流
量ｕは、１ l/min〜２ l/min程度である。これにより、
ガス供給管１８内が純水により洗浄されるので、ガス供
給管１８内壁に付着した、結晶３０や洗浄液中のダスト
等の異物が、除去される。

【００１４】実施例２ 本実施例は、実施例１の液面制御装置３４を別のウエハ
洗浄装置４６に適用した例である。図１２は、液面制御
装置３４を有するウエハ洗浄装置４６の構成を示す模式
図である。ウエハ洗浄装置４６は、ウエハ洗浄装置３２
に加えて、洗浄槽１２の周囲に設けられ、洗浄槽１２か
ら溢れた洗浄液を収容する受け容器４８と、受け容器４
８から洗浄槽１４に洗浄液を送給する循環ポンプ５０
と、循環ポンプ５０と洗浄槽１２との間に設けられた洗
浄液用のフィルタ５２とを備えている。本実施例では、
循環ポンプ５２により受け容器４８内の洗浄液が洗浄槽
１２内に送給され、液面高さが一定になるようにされて
いるが、万一、循環ポンプ５２が故障しても、液面制御
装置３４により、洗浄槽１２内の洗浄液高さが低下する
ことが防止される。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、液面検出器又は液面制
御装置のガス供給管は、ガス圧力の計測位置よりも下流
の位置に三方弁を備え、三方弁の常時閉のポートには、
純水を給水する純水配管が接続されている。これによ
り、ガス供給管の定期的な洗浄によって、液面検出器は
液面高さを常に正確に検出することができ、液面制御装
置は液面高さを常に正確に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の液面制御装置を用いたウエハ洗浄装
置の構成を示す模式図である。

【図２】実施例１の液面制御装置を用いたウエハ洗浄装
置の弁開閉状態を示す模式図である。

【図３】実施例２の液面制御装置を用いたウエハ洗浄装
置の構成を示す模式図である。

【図４】従来の液面制御装置を備えたウエハ洗浄装置の
概念的模式図である。

【図５】ガス供給管の先端に結晶が付着した状態を示す
部分側面拡大断面図である。

【図６】ガス供給管の先端に結晶が付着した状態を示す
部分側面拡大断面図である。

【符号の説明】

１０……ウエハ洗浄装置、１２……洗浄槽、１４……液
面制御装置、１７……液面検出器、１８……ガス供給
管、１９……開閉弁、２０……窒素ガス供給系統、２１
……圧力計、２２……供給ライン、２３……洗浄液供給
装置、２４……制御装置、３０……結晶、３２……ウエ
ハ洗浄装置、３３……純水供給管、３４……液面制御装
置、３５……液面検出器、３６……リリーフ弁、３８…
…三方電磁弁、３８ａ、ｂ……ポート、４２……分岐
管、４４……流量調節弁、４６……ウエハ洗浄装置、４
８……受け容器、５０……循環ポンプ、５２……フィル
タ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 析出成分を溶解した溶液を収容している
   容器内に上方から挿入され、溶液に対して非溶解性のガ
   スを溶液内で放出するガス供給管と、ガス供給管のガス
   圧力を検出する圧力計とを備え、圧力計で検出したガス
   圧と容器内の液面高さとの相関関係に従って液面高さを
   検出するようにした液面検出器において、 ガス供給管は、ガス圧力の計測位置よりも下流の位置に
   三方弁を備え、三方弁の常時閉のポートには、純水を給
   水する純水配管が接続されていることを特徴とする液面
   検出器。
2. 【請求項２】 純水配管は、流量調整弁を備えているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の液面検出器。
3. 【請求項３】 析出成分を溶解した溶液を収容している
   容器内に上方から挿入され、溶液に対して非溶解性のガ
   スを溶液内で放出するガス供給管と、ガス供給管のガス
   圧力を検出する圧力計とを有し、圧力計で検出したガス
   圧と容器内の液面高さとの相関関係に従って液面高さを
   検出するようにした液面検出器と、 開閉弁付き供給ラインを有し、供給ラインを介して析出
   成分を溶解した溶液を容器内に供給する溶液供給装置
   と、 液面検出器からの検出信号に基づき、供給ラインの開閉
   弁の開閉を制御する制御装置とを備え、容器内の液面高
   さを制御するようにした液面制御装置において、 ガス供給管は、ガス圧力の計測位置よりも下流の位置に
   三方弁を備え、三方弁の常時閉のポートには、純水を給
   水する純水配管が接続されていることを特徴とする液面
   制御装置。