KR20140019792A - 처리액용 유량계 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 처리액용 유량계에 여러 가지의 기능을 갖게 하여 사용하기 쉽게 하는 것이다. 구체적으로 본 발명은, 공급배관(200)을 흐르는 처리액의 유속을 측정하는 것으로서, 상기 공급배관(200)이 흐르는 방향으로 일정거리 이간해서 배치된 한 쌍의 초음파 진동자(2,3)와, 한쪽의 초음파 진동자(2)로부터 발해진 초음파가 다른쪽의 초음파 진동자(3)에 도달하는 시간인 제 1 도달시간(T1) 및 상기 다른쪽의 초음파 진동자(3)으로부터 발해진 초음파가 상기 한쪽의 초음파 진동자(2)에 도달하는 시간인 제 2 도달시간(T2)에 기초하여, 상기 처리액의 유속을 산출하는 유속 산출부(4)와, 산출된 상기 처리액의 유속의 시간 변화량에 기초하여, 그 처리액에 기포가 혼입되어 있는지 아닌지를 판단하는 기포 혼입 판단부(5)를 구비한다.

Description

처리액용 유량계{TREATMENT LIQUID FLOW RATE METER}

본 발명은, 레지스트액 등의 처리액에 적합하게 이용되는 처리액용 유량계에 관한 것이다.

반도체 제조 장치 중, 포토레지스트 도포 장치에서는, 웨이퍼상에 포토레지스트를 극히 얇고 균일하게 도포하는 것에 의해, 웨이퍼에 감광성을 갖게 하고 있다. 여기서, 웨이퍼상에 포토레지스트를 균일하게 도포하는 것에 있어서, 레지스트액중에 기포가 포함되어 있으면 도포 얼룩짐이 생겨 버려, 균일하게 도포할 수 없다고 하는 문제가 있다.

그 때문에, 종래에는, 특허문헌 1에 나타내는 바와 같이, 포토레지스트 장치에 레지스트액을 공급하는 공급배관에 기포 검출부를 설치하는 것에 의해 자동적으로 레지스터액내의 기포의 유무를 검출할 수 있도록 구성한 것이 있다. 한편, 공급배관상에는, 그 외, 포토레지스트를 균일하게 도포하기 위해서, 레지스트액의 유속을 측정하는 유속계나, 레지스트액의 유량을 측정하는 유량계 등이 설치되어 있다.

그러나 공급배관상에 유속계나 유량계　등과는 별도로 기포 검출부를 설치하게 되면, 공급배관 및 그 주변의 구성이 복잡하게 되어 버린다고 하는 문제가 있다. 또한 메인터넌스 작업도 번잡해지기 쉬워 대형화도 초래해 버린다고 하는 문제가 있다.

: 일본 공개특허공보 2005-136185호

따라서, 본 발명은, 상기 문제점을 한꺼번에 해결하기 위해 이루어진 것으로, 처리액용 유량계에 여러 가지 기능을 갖게 하는 것에 의해 공급배관상의 구성을 간단하게 할 수 있도록, 처리액으로의 기포 혼입을 판단하는 기능, 여러 가지 처리액의 유속을 적합하게 측정할 수 있는 기능, 또는 처리액의 역류를 검출하는 기능을 가지는 처리액용 유량계를 제공하는 것을 그 주된 소기 과제로 하는 것이다.

즉 본 발명에 관한 처리액용 유량계는, 공급배관을 흐르는 처리액의 유속을 측정하는 것으로서, 상기 공급배관의 흐름 방향으로 일정거리 이간하여 배치된 한 쌍의 초음파 진동자와, 한쪽의 초음파 진동자로부터 나온 초음파가 다른쪽의 초음파 진동자에 도달하는 시간인 제 1 도달시간, 및, 상기 다른쪽의 초음파 진동자로부터 나온 초음파가 상기 한쪽의 초음파 진동자에 도달하는 시간인 제 2 도달시간에 기초하여, 상기 처리액의 유속을 산출하는 유속 산출부와, 산출된 상기 처리액의 유속의 시간 변화량에 기초하여, 그 처리액에 기포가 혼입되어 있는지 아닌지를 판단하는 기포 혼입 판단부와, 상기 유속 산출부에서 산출된 유속과 상기 공급배관의 단면적에 기초하여, 유량을 산출하는 유량 산출부를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

이러한 것이면, 초음파 진동자를 이용한 유량계에 있어서, 처리액중의 기포 혼입을 판단하는 기포 혼입 판단 기능을 갖게 할 수 있다. 따라서 공급배관상에 유량계와 별도로 기포 검출부를 설치할 필요가 없고, 공급배관상의 구성을 간단하게 할 수 있다. 또한 초음파 진동자를 이용하여 유속을 산출하고 있기 때문에, 예를 들면 15[㎖/min] 이하의 미소한 유량을 계측할 수 있다.

기포 혼입 판단부에 의해 기포 혼입 판단 처리를 용이하게 하기 위해서는, 상기 기포 혼입 판단부는, 상기 시간 변화량이 소정의 역치를 넘은 경우에, 그 처리액에 기포가 혼입되어 있다고 판단하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 관한 처리액용 유량계는, 공급배관을 흐르는 처리액의 유속을 측정하는 것으로서, 상기 공급배관의 흐름 방향으로 일정거리 이간하여 배치된 한 쌍의 초음파 진동자와, 한쪽의 초음파 진동자로부터 나온 초음파가 다른쪽의 초음파 진동자에 도달하는 시간인 제 1 도달시간, 상기 다른쪽의 초음파 진동자로부터 나온 초음파가 상기 한쪽의 초음파 진동자에 도달하는 시간인 제 2 도달시간, 및, 상기 처리액의 종류에 기초하여, 상기 처리액의 유속을 산출하는 유속 산출부를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다. 이러한 것이면, 처리액의 종류도 감안하여 자동적으로 유속을 산출할 수 있다.

개개의 처리액의 유속을 개별적으로 교정하는 일 없이, 각 처리액의 유속을 측정 가능하게 하기 위해서는, 상기 유속 산출부는, 상기 제 1 도달시간 및 제 2 도달시간을 파라미터로 포함한 유속 산출식으로부터 소정의 표준액에서의 유속을 구하고, 나아가 그 표준액 유속에 대하여, 처리액마다 미리 정해진 계수를 곱해서 그 처리액의 유속을 산출하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 관한 처리액용 유량계는, 공급배관을 흐르는 처리액의 유속을 측정하는 것으로서, 상기 공급배관의 흐름 방향으로 일정거리 이간하여 배치된 한 쌍의 초음파 진동자와, 한쪽의 초음파 진동자로부터 나온 초음파가 다른쪽의 초음파 진동자에 도달하는 시간인 제 1 도달시간, 상기 다른쪽의 초음파 진동자로부터 나온 초음파가 상기 한쪽의 초음파 진동자에 도달하는 시간인 제 2 도달시간에 기초하여, 상기 처리액의 유속을 산출하는 유속 산출부를 구비하고, 상기 유속 산출부는, 마이너스의 값인 유속을 산출한 경우에, 처리액이 역방향으로 흐르고 있다고 판단하는 것인 것을 특징으로 한다. 이러한 것이면, 유속이 마이너스의 값일 때에 처리액이 역방향으로 흐르고 있는 것을 적합하게 검출할 수 있는 처리액용 유량계를 제공할 수 있다.

이와 같이 구성한 본 발명에 의하면, 처리액에의 기포의 혼입을 판단하는 기능, 여러 가지의 처리액의 유속을 적합하게 측정할 수 있는 기능, 또는 처리액의 역류를 검출하는 기능을 가지는 처리액용 유량계를 제공할 수 있다. 또한 초음파 진동자를 이용하여 유속을 산출하고 있기 때문에 미소한 유량을 계측할 수 있다.

도 1은 본 실시형태의 처리액용 유량계의 모식도.
도 2는 제 1 도달시간의 제 2 도달시간을 나타내는 모식도.
도 3은 유속의 시간 경과 및 기포 혼입 판단을 나타내는 모식도.
도 4는 변형 실시형태의 처리액용 유량계의 모식도.

본 실시형태에 따른 처리액용 유량계(100)는, 도시하지 않은 반도체 제조 장치의 포토레지스트 도포 장치에 접속되는 예를 들면 PFA 튜브로 이루어지는 공급배관(200)을 흐르는 레지스트액의 유속 및 유량을 측정하는 것이다. 한편, 공급배관(200)을 PFA 튜브로 구성하는 것에 의해, 조임 등의 압력 손실이 없기 때문에 기포가 발생하기 어렵다.

구체적으로 이것은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 공급배관의 흐름 방향으로 일정거리 이간해서 배치된 한 쌍의 초음파 진동자(2,3)와, 이 한 쌍의 초음파 진동자(2,3)로부터 얻을 수 있는 검출신호를 수신하여, 레지스트액의 유속을 산출하는 유속 산출부(4)와, 산출된 레지스트액의 유속의 시간 변화량에 기초하여 레지스트액에 기포가 혼입되어 있는지 아닌지를 판단하는 기포 혼입 판단부(5)와, 유속 산출부(4)에서 산출된 유속과, 상기 공급배관(200)의 단면적에 기초하여, 유량을 산출하는 유량 산출부(6)를 구비하고 있다.

한편, 유속 산출부(4), 기포 혼입 판단부(5) 및 유량 산출부(6)는, CPU, 메모리, AD컨버터, DA컨버터, 입출력 인터페이스 등을 구비하고, 메모리에 격납한 소정의 프로그램에 따라서 CPU나 주변기기가 협동하여 동작하는 범용 내지 전용의 이른바 컴퓨터(300)에 의해 구성되어 있다. 그 외, 이들 4∼6을 디스크리트 회로를 이용하여 구성해도 좋다.

상류측에 설치된 한쪽의 초음파 진동자(2)는, 도시하지 않은 구동 회로에 의해 구동되어, 다른쪽의 초음파 진동자(3)를 향하여 초음파를 송신하는 것이다. 또한 이 한쪽의 초음파 진동자(2)는, 다른쪽의 초음파 진동자(3)로부터 송신된 초음파를 수신하는 것이다. 한쪽의 초음파 진동자(2)에 의해 수신된 신호는, 도시하지 않은 증폭 회로에 의해 소정의 게인으로 증폭되어 유속 산출부(4)에 송신된다.

하류측에 설치된 다른쪽의 초음파 진동자(3)는, 한쪽의 초음파 진동자(2)와 같이, 도시하지 않은 구동 회로에 의해 구동되어, 한쪽의 초음파 진동자(2)를 향하여 초음파를 송신하는 것이다. 또한 이 다른쪽의 초음파 진동자(3)는, 한쪽의 초음파 진동자(2)로부터 송신된 초음파를 수신하는 것이다. 다른쪽의 초음파 진동자(3)에 의해 수신된 신호는, 도시하지 않은 증폭 회로에 의해 소정의 게인으로 증폭되어 유속 산출부(4)에 송신된다.

유속 산출부(4)는, 상기 한 쌍의 초음파 진동자(2,3)로부터 검출신호를 수신하여, 도 2에 나타내는 바와 같이, 한쪽의 초음파 진동자(2)로부터 나온 초음파가 다른쪽의 초음파 진동자(3)에 도달하는 시간인 제 1 도달시간(T1), 및, 상기 다른쪽의 초음파 진동자(3)로부터 나온 초음파가 상기 한쪽의 초음파 진동자(2)에 도달하는 시간인 제 2 도달시간(T2)을 산출한다. 그리고, 유속 산출부(4)는, 이들 제 1 도달시간(T1) 및 제 2 도달시간(T2)에 기초하여, 레지스트액의 유속을 산출한다. 구체적으로 유속 산출부(4)는, 유속 V(㎖/min)를 이하의 식에 의해 산출한다. 여기서 L은, 초음파 진동자(2,3)간의 거리이다.

[수 1]

기포 혼입 판단부(5)는, 유속 산출부(4)로부터 산출된 유속 데이터를 취득하고, 그 유속의 시간 변화량에 기초하여 레지스트액에 기포가 혼입되어 있는지 아닌지를 판단한다. 구체적으로 기포 혼입 판단부(5)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 유속의 순간치의 시간 변화량이 소정의 역치를 넘은 경우에, 레지스트액에 기포가 혼입되어 있다고 판단한다.

유량 산출부(6)는, 유속 산출부(4)에서 산출된 유속과 공급배관(200)의 단면적에 기초하여, 유량을 산출한다. 구체적으로 유량 산출부(6)는, 유량 Q(L/min)=60×V×S×k[L/min]의 식으로부터 유량을 산출한다. 여기서 S는 공급배관(200)의 유로 단면적이고, k는 보정 계수(공급배관의 유로지름 및 진동자간 거리 등의 보정치)이다.

＜본 실시형태의 효과＞

이와 같이 구성한 본 실시형태에 관한 레지스트액용 유량계(100)에 의하면, 초음파 진동자(2,3)를 이용한 유량계에 있어서, 레지스트액중의 기포 혼입을 판단하는 기포 혼입 판단 기능을 갖게 할 수 있다. 따라서 공급배관(200)상에 유량계(100)와 별도로 기포 검출부를 설치할 필요가 없고, 공급배관(200)상의 구성을 간단하게 할 수 있어, 메인터넌스 작업을 번잡하게 하지 않고, 장치의 대형화를 초래하는 일 없이, 기포 혼입을 판단할 수 있게 된다. 또한 초음파 진동자(2,3)를 이용하여 유속을 산출하고 있기 때문에, 예를 들면 15[㎖/min] 이하의 미소한 유량을 계측할 수 있다.

＜그 외의 변형 실시형태＞

한편, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다.

예를 들면, 상기 실시형태의 유속 산출부(4)가, 제 1 도달시간(T1), 제 2 도달시간(T2) 및 레지스트액의 종류에 기초하여, 레지스트액의 유속을 산출하는 것이더라도 좋다. 이 경우, 처리액용 유량계(100)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 표준액에 대해서 각 레지스트액의 물성치 등으로부터 정해지는 계수를 나타내는 계수 데이터를 격납하는 계수 데이터 격납부(D1)를 가진다. 그리고, 유속 산출부(4)는, 상기 제 1 도달시간(T1) 및 제 2 도달시간(T2)을 파라미터로 포함한 유속 산출식으로부터 소정의 표준액으로의 유속을 구하고, 나아가 그 표준액 유속에 대해서, 계수 데이터 격납부(D1)로부터 취득한 계수 데이터를 이용하여, 레지스트액마다 미리 정해진 계수를 곱하여 그 레지스트액의 유속을 산출한다.

또한, 상기 실시형태의 유속 산출부가, 마이너스의 값의 유속을 산출한 경우에, 레지스트액이 역방향으로 흐르고 있다고 판단하도록 구성할 수도 있다.

또한, 상기 실시형태에서는, 처리액으로서 레지스트액의 유량을 측정하는 것이었지만, 그 외, 에칭액 등의 유량을 측정하는 것이더라도 좋다.

그 외, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 변형이 가능한 것은 말할 필요도 없다.

본 발명에 의해, 처리액용 유량계에 여러 가지의 기능을 갖게 하는 것에 의해 공급배관상의 구성을 간단하게 할 수 있도록, 처리액에의 기포의 혼입을 판단하는 기능, 여러 가지의 처리액의 유속을 적합하게 측정할 수 있는 기능, 또는 처리액의 역류를 검출하는 기능을 가지는 처리액용 유량계를 제공할 수 있다.

100 : 레지스트액용 유량계(처리액용 유량계)
200 : 공급배관
2 : 한쪽의 초음파 진동자
3 : 다른쪽의 초음파 진동자
T1 : 제 1 도달시간
T2 : 제 2 도달시간
4 : 유속 산출부
5 : 기포 혼입 판단부
6 : 유량 산출부
D1 : 계수 데이터 격납부

Claims (5)

1. 공급배관을 흐르는 처리액의 유속을 측정하는 것으로서,
   상기 공급배관의 흐름 방향으로 일정거리 이간하여 배치된 한 쌍의 초음파 진동자와,
   한쪽의 초음파 진동자로부터 나온 초음파가 다른쪽의 초음파 진동자에 도달하는 시간인 제 1 도달시간 및 상기 다른쪽의 초음파 진동자로부터 나온 초음파가 상기 한쪽의 초음파 진동자에 도달하는 시간인 제 2 도달시간에 기초하여, 상기 처리액의 유속을 산출하는 유속 산출부와,
   산출된 상기 처리액의 유속의 시간 변화량에 기초하여, 그 처리액에 기포가 혼입되어 있는지 아닌지를 판단하는 기포 혼입 판단부와,
   상기 유속 산출부에서 산출된 유속과 상기 공급배관의 단면적에 기초하여, 유량을 산출하는 유량 산출부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 처리액용 유량계.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 기포 혼입 판단부는 상기 시간 변화량이 소정의 역치를 넘은 경우에 그 처리액에 기포가 혼입되어 있다고 판단하는 처리액용 유량계.
3. 공급배관을 흐르는 처리액의 유속을 측정하는 것으로서,
   상기 공급배관의 흐름 방향으로 일정거리 이간하여 배치된 한 쌍의 초음파 진동자와,
   한쪽의 초음파 진동자로부터 나온 초음파가 다른쪽의 초음파 진동자에 도달하는 시간인 제 1 도달시간, 상기 다른쪽의 초음파 진동자로부터 나온 초음파가 상기 한쪽의 초음파 진동자에 도달하는 시간인 제 2 도달시간 및 상기 처리액의 종류에 기초하여, 상기 처리액의 유속을 산출하는 유속 산출부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 처리액용 유량계.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 유속 산출부는 상기 제 1 도달시간 및 제 2 도달시간을 파라미터로 포함한 유속 산출식으로부터 소정의 표준액에서의 유속을 구하고, 나아가 그 표준액 유속에 대하여, 처리액마다 미리 정해진 계수를 곱해서 그 처리액의 유속을 산출하는 처리액용 유량계.
5. 공급배관을 흐르는 처리액의 유속을 측정하는 것으로서,
   상기 공급배관의 흐름 방향으로 일정거리 이간하여 배치된 한 쌍의 초음파 진동자와,
   한쪽의 초음파 진동자로부터 나온 초음파가 다른쪽의 초음파 진동자에 도달하는 시간인 제 1 도달시간, 상기 다른쪽의 초음파 진동자로부터 나온 초음파가 상기 한쪽의 초음파 진동자에 도달하는 시간인 제 2 도달시간에 기초하여, 상기 처리액의 유속을 산출하는 유속 산출부를 구비하고,
   상기 유속 산출부는 마이너스 값의 유속을 산출한 경우에 처리액이 역방향으로 흐르고 있다고 판단하는 것을 특징으로 하는 처리액용 유량계.

Images