WO2020105487A1 - ｐＨ計測装置及びｐＨ計測方法 - Google Patents

ｐＨ計測装置及びｐＨ計測方法

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WO2020105487A1
WO2020105487A1 PCT/JP2019/044110 JP2019044110W WO2020105487A1 WO 2020105487 A1 WO2020105487 A1 WO 2020105487A1 JP 2019044110 W JP2019044110 W JP 2019044110W WO 2020105487 A1 WO2020105487 A1 WO 2020105487A1
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liquid
line
void
test liquid
supply
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PCT/JP2019/044110
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俊行 塩川
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東京エレクトロン株式会社
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    • G01N27/416—Systems
    • G01N27/4166—Systems measuring a particular property of an electrolyte
    • G01N27/4167—Systems measuring a particular property of an electrolyte pH

Definitions

  • the present disclosure relates to a pH measuring device and a pH measuring method.
  • a sensor for detecting the pH of the test solution As a pH sensor for detecting the pH of a test solution, a sensor for detecting the pH of the test solution by measuring a potential difference generated according to the difference in pH between the standard solution and the test solution is known (for example, see Patent Document 1). Due to its structural characteristics, a standard solution (for example, potassium chloride) or an electrode component (for example, metal) may flow out from such a pH sensor, and the outflow component may contaminate the test liquid. For example, when the test liquid is a chemical liquid for semiconductor processing, it is not preferable to use the test liquid contaminated by the pH measurement for semiconductor processing, because the components flowing out from the pH sensor may adversely affect the semiconductor processing.
  • a standard solution for example, potassium chloride
  • an electrode component for example, metal
  • the pH of the sampling liquid is detected by a pH sensor, and then the sampling liquid is discharged.
  • the pH of the intermediate liquid is measured when a plurality of types of chemical liquids are mixed, as the sampling amount of the intermediate liquid increases, the chemical liquid content and the content ratio in the finally obtained mixed liquid may greatly vary. Therefore, the amount of the sampling liquid used for pH measurement is preferably small from the viewpoint of suppressing the variation in the content and the content ratio of the chemical liquid in the mixed liquid.
  • the present disclosure provides a technique effective in reducing the amount of test liquid used for pH measurement.
  • a pH measuring device for measuring pH of a test liquid includes a void portion, a supply line communicating with the void portion, a first discharge line communicating with the void portion, and a test liquid to the supply line. And a test liquid supply valve for adjusting the supply of the test liquid, and a main body block having an integral structure for supporting the pH sensor so that the pH sensor comes into contact with the test liquid in the cavity.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a flow path configuration of a pH measuring device.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a specific structural example of the pH measuring device.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating the functional configuration of the control unit.
  • FIG. 4 is a block diagram schematically showing an example of the semiconductor processing system.
  • a pH measuring device and a pH measuring method for measuring the pH of a test liquid will be illustrated below with reference to the drawings.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the flow path configuration of the pH measuring device 10.
  • the pH measuring device 10 shown in FIG. 1 includes a body block 11 having an integral structure.
  • the body block 11 having an integral structure basically has a structure that cannot be decomposed into a plurality of parts, and preferably has the same composition as a whole and has no seam.
  • the main body block 11 has a void portion 20, a supply line 31, and a first discharge line 32. Each of the supply line 31 and the first discharge line 32 communicates with the void portion 20.
  • the void portion 20 is a portion where the test liquid is stored for pH measurement.
  • the pH sensor 15 supported by the main body block 11 contacts the test liquid stored in the void 20.
  • the void 20 is composed of a space defined by the pH sensor 15 and the body block 11. Although the specific shape of the void 20 is not limited, the void 20 extends at least partially in the height direction Dh (that is, in the direction parallel to the gravity direction).
  • the supply line 31 is connected to the void 20 and the test liquid tank 40, and is a line for feeding the test liquid from the test liquid tank 40 to the void 20.
  • the test liquid supply valve 21 is provided in the supply line 31.
  • the test liquid supply valve 21 adjusts the supply of the test liquid to the supply line 31.
  • the illustrated test liquid supply valve 21 can adjust the inflow amount of the test liquid from the test liquid tank 40 to the supply line 31.
  • the amount of the test liquid adjusted by the test liquid supply valve 21 is supplied to the void portion 20 through the supply line 31.
  • the test liquid supply valve 21 has a role of extracting a part of the test liquid stored in the test liquid tank 40 as a sampling liquid, and adjusts the amount of the test liquid used for pH measurement. ..
  • the orifice diameter of the test liquid supply valve 21 and the flow passage diameter (that is, the cross-sectional diameter) of the supply line 31 are small.
  • the orifice diameter of the test liquid supply valve 21 and the flow channel diameter of the supply line 31 become smaller, the flow channel resistance received by the test liquid increases and the pressure loss increases. Therefore, in consideration of not only the amount of the test liquid used for pH measurement but also the characteristics such as viscosity of the test liquid and other circumstances, the orifice diameter of the test liquid supply valve 21 and the flow path diameter of the supply line 31 are determined. It is preferably decided.
  • the first discharge line 32 is a line for discharging the test liquid and other liquids from the cavity 20 to the outside.
  • the test liquid or the like that has overflowed from the void 20 flows into the illustrated first discharge line 32. That is, when the liquid in the void 20 exceeds the connection position of the first discharge line 32 to the void 20, the liquid flows from the void 20 into the first drain line 32.
  • a communication line 35 is connected to the first discharge line 32 via a joint (not shown). The liquid that overflows from the gap 20 and flows into the first discharge line 32 is sent to the liquid storage unit 16 via the communication line 35.
  • test liquid thus supplied to the void 20 via the supply line 31 is stored in the void 20 until the first discharge line 32 reaches the height position where it is connected to the void 20.
  • Each of the supply line 31 and the first discharge line 32 is connected to the void 20 at a height position such that a test liquid suitable for pH measurement by the pH sensor 15 is stored in the void 20.
  • the position where the first discharge line 32 connects to the void 20 is higher than the position where the supply line 31 connects to the void 20.
  • the liquid storage unit 16 that communicates with the gap 20 via the communication line 35 and the first discharge line 32 constitutes an overflow detection unit 18 together with the liquid amount detection unit 17 that detects the liquid stored in the liquid storage unit 16. ..
  • the specific configurations of the liquid storage unit 16 and the liquid amount detection unit 17 are not limited.
  • a small tank may be used as the liquid storage section 16.
  • a general level sensor may be used as the liquid amount detection unit 17.
  • the liquid amount detection unit 17 may use a sensor that detects the presence or absence of a predetermined amount of liquid in the liquid storage unit 16, or a specific amount of liquid stored in the liquid storage unit 16 (for example, liquid level height). ) May be used for the sensor.
  • the overflow detection unit 18 detects the liquid that has overflowed from the void portion 20 and has flowed into the liquid storage portion 16.
  • the test liquid in the void 20 when the test liquid in the void 20 has not reached the connection position of the first discharge line 32 to the void 20, the test liquid does not flow into the liquid storage unit 16, and the liquid amount detection unit 17 is provided. Does not detect the liquid in the liquid reservoir 16.
  • the test liquid in the void 20 reaches the connection position of the first discharge line 32 to the void 20 and flows into the first discharge line 32, the test liquid is stored in the liquid storage unit 16.
  • the liquid amount detection unit 17 detects the liquid in the liquid storage unit 16.
  • connection position of the first discharge line 32 with respect to the void 20 a sufficient amount of the test liquid for pH measurement is stored in the void 20
  • the connection position (particularly the position in the height direction Dh) of the first discharge line 32 with respect to the void 20 is determined.
  • the pH sensor 15 it is sufficient for the pH sensor 15 to appropriately detect the pH of the test liquid based on the detection result of the liquid amount detection unit 17. It is possible to determine whether or not the amount of test liquid is stored in the void 20.
  • the detection result of the liquid amount detection unit 17 is sent to the control unit (see reference numeral “50” in FIG. 3), and various valves including the test liquid supply valve 21 are controlled by the control unit.
  • the control unit can keep the test liquid supply valve 21 open while the liquid amount detection unit 17 does not detect that the test liquid is stored in the liquid storage unit 16. As a result, the supply line 31 is not closed by the test liquid supply valve 21, and the test liquid can flow from the test liquid tank 40 into the void 20 via the supply line 31. On the other hand, when the liquid amount detection unit 17 detects that the test liquid is stored in the liquid storage unit 16, the control unit can close the test liquid supply valve 21. As a result, the supply line 31 is closed by the test liquid supply valve 21, and the flow of the test liquid from the test liquid tank 40 into the void 20 is stopped.
  • the control unit may switch the test liquid supply valve 21 to the closed state at the timing when the liquid amount detection unit 17 detects the presence of the test liquid in the liquid storage unit 16, or the predetermined amount of the test liquid is not supplied.
  • the test liquid supply valve 21 may be switched to the closed state at the timing when the liquid is stored in the liquid storage section 16.
  • the illustrated liquid storage unit 16 is connected to the drain line 36 via the second discharge valve 26. While the second discharge valve 26 is in the closed state, the liquid stored in the liquid storage section 16 is not discharged toward the drain line 36. On the other hand, while the second discharge valve 26 is placed in the open state, the liquid storage section 16 communicates with the drain line 36, and the liquid stored in the liquid storage section 16 is transferred to the drain tank 43 via the drain line 36. Is discharged.
  • the pH sensor 15 is supported by the main body block 11 so as to come into contact with the test liquid in the void 20 and detects the pH of the test liquid stored in the void 20.
  • the specific pH measuring mechanism adopted by the pH sensor 15 is not limited. Normally, the test liquid stored in the void 20 is guided to the pH detection unit (see reference numeral “15a” in FIG. 2), and between the test liquid and the standard liquid guided by the pH detection unit. The pH of the test liquid is detected by measuring the potential difference.
  • a cleaning line 33 further communicates with the void 20.
  • the cleaning line 33 is a line for feeding the cleaning fluid into the void portion 20, and a part of the cleaning line 33 is formed in the main body block 11.
  • the illustrated cleaning line 33 is connected to the void 20 and also to the cleaning liquid tank 41 and the cleaning gas tank 42, so that the cleaning liquid and the cleaning gas can flow to the cleaning line 33 as the cleaning fluid.
  • the cleaning line 33 is provided with a cleaning liquid supply valve 22, a cleaning liquid restriction valve 23, and a cleaning gas restriction valve 24.
  • the cleaning liquid supply valve 22 adjusts the supply of the cleaning liquid and the cleaning gas to the cleaning line 33 and the void 20.
  • the illustrated cleaning liquid supply valve 22 is provided in the connection line 30 described later in the main body block 11, and adjusts the supply of the cleaning liquid and the cleaning gas to the connection line 30.
  • the cleaning liquid regulating valve 23 is provided in the cleaning line 33 from the cleaning liquid tank 41 to the cleaning liquid supply valve 22.
  • the cleaning gas regulation valve 24 is provided in the cleaning line 33 from the cleaning gas tank 42 to the cleaning liquid supply valve 22.
  • the illustrated main body block 11 has a connection line 30 extending from the void 20.
  • the connection line 30 constitutes at least a part of the supply line 31 and at least a part of the cleaning line 33.
  • the entire part of the connection line 30 that forms the supply line 31 forms a part of the cleaning line 33.
  • the cleaning liquid and the cleaning gas flown in the cleaning line 33 cause not only the space 20 but also the supply line 31 (particularly The portion formed by the connection line 30) can also be washed.
  • the supply line 31 is provided at a position closer to the void portion 20 than the cleaning line 33, and the total length of the supply line 31 can be effectively shortened.
  • the length of the supply line 31 from the test liquid tank 40 to the void portion 20 it is possible to reduce the amount of the test liquid held in the supply line 31 at the time of pH measurement, and thus the pH. The amount of test liquid consumed by measurement can be reduced.
  • the body block 11 shown in the figure further includes a second discharge line 34 that communicates with the void 20 below the first discharge line 32.
  • the second discharge line 34 is a line for discharging the cleaning liquid and other liquids from the cavity 20 to the outside, and in particular, a line capable of discharging the liquid in the cavity 20 that does not overflow from the first discharge line 32.
  • the body block 11 further includes a first discharge valve 25 connected to the second discharge line 34.
  • the illustrated second discharge line 34 is connected to the drain line 36 via the first discharge valve 25, and the drain line 36 is connected to the drain tank 43.
  • the first discharge valve 25 regulates the flow of the liquid from the void 20 into the second discharge line 34. While the first discharge valve 25 is placed in the open state, the second discharge line 34 is opened, and the liquid in the void 20 is affected by gravity, so that the liquid flows through the second discharge line 34 and the drain line 36. It is discharged to the drain tank 43. On the other hand, while the first discharge valve 25 is in the closed state, the second discharge line 34 is closed, and the liquid does not flow from the second discharge line 34 to the drain line 36.
  • the second discharge line 34 and the first discharge valve 25 may not be necessarily provided as long as the liquid in the void portion 20 can be sufficiently discharged through the first discharge line 32.
  • the cleaning liquid can be discharged through both the first discharge line 32 and the second discharge line 34 in order to efficiently discharge the cleaning liquid.
  • the liquid in the void portion 20 may be discharged only by the first discharge line 32 without providing the second discharge line 34. Further, depending on the characteristics such as the viscosity of the test liquid, it may not be necessary to clean the void 20 and the supply line 31 with the cleaning liquid.
  • the liquid (especially the test liquid) in the void 20 can be sufficiently discharged only by the first discharge line 32 without providing the second discharge line 34 in the main body block 11.
  • whether or not to discharge the liquid from the gap 20 via the second discharge line 34 may be determined according to the characteristics of the liquid (particularly the test liquid) that flows into the gap 20.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a specific structural example of the pH measuring device 10.
  • the flow channel of the pH measuring device 10 shown in FIG. 2 corresponds to the flow channel structure shown in FIG. 1, and detailed description of the items already described above will be omitted.
  • FIG. 2 mainly shows the body block 11 and the pH sensor 15. Elements such as the overflow detection unit 18, the test liquid tank 40, the cleaning liquid tank 41, and the cleaning gas tank 42 shown in FIG. 1 are omitted in FIG.
  • the first discharge valve 25 is not shown in FIG. 2, in the pH measuring device 10 shown in FIG. 2, the first discharge valve 25 is horizontal (that is, vertical to the height direction Dh) with respect to the second discharge line 34. Direction). That is, since the first discharge valve 25 is provided at a position hidden by the body block 11 shown in FIG. 2 and not visible, it is not shown in FIG. 2 and is actually provided in the body block 11.
  • the integrated body block 11 has a measuring unit 12 and an introducing unit 13.
  • the illustrated measuring unit 12 and introducing unit 13 are made of the same material, and are seamlessly adjacent to each other.
  • the measurement unit 12 is provided with the void 20, the first discharge line 32, and the second discharge line 34, and the pH sensor 15 is supported by the measurement unit 12.
  • the introduction portion 13 is provided with a test liquid supply valve 21 and a cleaning liquid supply valve 22.
  • the supply line 31 and the cleaning line 33 (including the connection line 30) communicating with the void 20 are provided over both the measuring unit 12 and the introducing unit 13.
  • an adapter 19 is interposed between the main body block 11 and the pH sensor 15.
  • the adapter 19 functions as an attachment and fixedly supports the pH sensor 15 while being fixedly supported by the main body block 11.
  • the method of supporting the pH sensor 15 by the adapter 19 and the method of supporting the adapter 19 by the main body block 11 are not limited, and any fixing means such as interference fitting or screw fitting can be used.
  • the void 20 is partitioned by the pH sensor 15 and the body block 11, and the cross-sectional diameter and volume of the void 20 are determined according to the distance between the body block 11 and the pH sensor 15. Therefore, the relative position of the pH sensor 15 with respect to the main body block 11 is determined according to the adapter 19, and the volume of the void 20 is adjusted. Therefore, by appropriately selecting the characteristics of the adapter 19 to be actually used, an appropriate interval according to the characteristics (viscosity, etc.) of the test liquid is secured between the pH sensor 15 and the main body block 11, and the void portion 20 is provided.
  • the cross-sectional diameter and volume of the can be optimized.
  • the volume of the void 20 is small.
  • an appropriate adapter that allows the void portion 20 to have a cross-sectional diameter and a volume that are determined in consideration of the consumption amount of the test liquid by the pH measurement, the characteristics such as the viscosity of the test liquid, and other circumstances. 19 are selected.
  • the pH sensor 15 has a pH detection unit 15a and an introduction line 15b connected to the pH detection unit 15a.
  • a part of the test liquid stored in the void 20 is guided to the pH detector 15a via the introduction line 15b.
  • the pH of the induced test liquid (strictly speaking, the potential difference between the standard liquid and the test liquid) is measured by the pH detection unit 15a.
  • the first discharge line 32 is located at a position higher than the pH detection unit 15a in the height direction Dh so that the test liquid in the space 20 can reliably reach the pH detection unit 15a through the introduction line 15b. Connected to.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating the functional configuration of the control unit 50.
  • the control unit 50 receives the detection result of the pH sensor 15 and the detection result of the liquid amount detection unit 17.
  • the control unit 50 also opens and closes each of the test liquid supply valve 21, the cleaning liquid supply valve 22, the cleaning liquid control valve 23, the cleaning gas control valve 24, the first discharge valve 25, and the second discharge valve 26, which are electromagnetic valves. To control.
  • control unit 50 controls opening / closing of the test liquid supply valve 21 according to the detection result of the liquid amount detection unit 17. While the control unit 50 automatically opens and closes the test liquid supply valve 21 according to the detection result of the liquid amount detection unit 17, while preventing an excessive amount of test liquid from being supplied to the void 20, A sufficient amount of test liquid can be supplied to the cavity 20.
  • the control unit 50 can use the detection result of the pH sensor 15 and the detection result of the liquid amount detection unit 17 for any purpose.
  • the control unit 50 may use the detection result of the liquid amount detection unit 17 in order to obtain the proper pH of the test liquid.
  • the pH sensor in order to stably and accurately detect the pH of the test liquid by the pH sensor, it is preferable to immerse the pH sensor in the test liquid for a certain time (usually about 1 to 5 minutes). That is, immediately after the pH sensor is brought into contact with the test liquid, the detection result of the pH sensor is unstable, and the reliability of the detection result is lacking. Therefore, it is preferable to adopt the detection value of the pH sensor obtained after a certain period of time in which the pH sensor is in contact with the test liquid, as the pH measurement value of the test liquid.
  • control unit 50 controls the pH sensor after a lapse of a predetermined time (for example, about 2 minutes) after the liquid amount detection unit 17 detects the test liquid (that is, after the test liquid supply valve 21 is switched to the closed state).
  • the pH value detected by 15 can be adopted as the pH measurement value of the test liquid.
  • the detection result of the pH sensor 15 may be continuously (regularly) transmitted from the pH sensor 15 to the control unit 50, or may be transmitted from the pH sensor 15 to the control unit 50 in response to a request from the control unit 50. May be done.
  • the pH measuring method includes the step of flowing the test liquid from the supply line 31 toward the void 20 in the pH measuring device 10, and the pH sensor 15 contacting the test liquid in the void 20 to measure the test liquid. measuring the pH.
  • test liquid supply valve 21 is placed in the open state, the cleaning liquid supply valve 22 and the first discharge valve 25 are placed in the closed state, and the void portion is provided from the test liquid tank 40 via the supply line 31.
  • a test liquid (sampling liquid) is supplied to 20.
  • the test liquid supply valve 21 is placed in the closed state, and the supply of the test liquid to the void 20 is stopped. Be done.
  • the pH sensor 15 (specifically, the pH sensor 15). The pH value detected by the detection unit 15a) is acquired as the pH measurement value of the test liquid.
  • the cleaning process of the void 20 performed when continuously measuring the pH of a plurality of types of treatment liquids is performed as follows, for example. ..
  • test liquid supply valve 21 is placed in an open state
  • the cleaning liquid supply valve 22 and the first discharge valve 25 are placed in a closed state
  • the supply line 31 is a source of the first processing liquid (not shown; (See liquid tank 40).
  • the first processing liquid is supplied to the cavity 20 via the supply line 31, and the pH of the first processing liquid is detected by the pH sensor 15.
  • the test liquid supply valve 21 and the cleaning gas control valve 24 are placed in the closed state, the cleaning liquid control valve 23 and the cleaning liquid supply valve 22 are placed in the open state, and the cleaning line 33 is used.
  • the cleaning liquid is supplied from the cleaning liquid tank 41 to the void 20.
  • the first processing liquid remaining in the connection line 30 and the void 20 is washed away.
  • the cleaning liquid overflowing from the gap 20 and flowing into the first discharge line 32 is sent to the liquid storage unit 16 via the communication line 35.
  • the second discharge valve 26 By placing the second discharge valve 26 in the open state, the cleaning liquid in the liquid storage section 16 is discharged to the drain tank 43 via the drain line 36.
  • the first drain valve 25 is placed in an open state, and the cleaning liquid in the void 20 is drained to the drain tank 43 via the second drain line 34 and the drain line 36.
  • test liquid supply valve 21 and the cleaning liquid regulation valve 23 are placed in the closed state, the cleaning liquid supply valve 22 and the cleaning gas regulation valve 24 are placed in the open state, and the space 20 is removed from the cleaning gas tank 42 via the cleaning line 33.
  • a cleaning gas compressed gas such as N 2
  • the residual liquid in the connection line 30 and the void 20 can be blown off by the cleaning gas and discharged from the first discharge line 32 and / or the second discharge line 34.
  • the cleaning liquid supply valve 22, the cleaning liquid control valve 23, the cleaning gas control valve 24, and the first discharge valve 25 are placed in the closed state, and the test liquid supply valve 21 is placed in the open state to supply the second processing liquid.
  • a source (not shown) is connected to the supply line 31.
  • the second processing liquid is supplied to the cavity 20 via the supply line 31, and the pH sensor 15 can detect the pH of the second processing liquid.
  • the void 20, the supply line 31, the first discharge line 32, and the test liquid supply valve 21 are provided in the main body block 11 having an integral structure. Be done. As a result, the total length of the supply line 31 can be shortened to reduce the volume of the supply line 31, the amount of the test liquid held in the supply line 31 can be suppressed, and the test liquid supply valve 21 to the void portion 20 can be reduced. It is possible to reduce the amount of the test liquid that is sent toward.
  • the present inventor based on the conventional type pH measuring device in which separate introduction block and measuring block are connected to each other via a joint, and the pH measuring device 10 including the main body block 11 having the above-described integral structure, Various simulations were performed. As a result, compared with the conventional type pH measuring device, according to the above-mentioned pH measuring device 10 including the main body block 11 having the integral structure, the amount of the test liquid (sampling liquid) used for pH measurement is about 1/10 or less. It has been found that it can be reduced to
  • the void 20 By providing the void 20, the supply line 31, the first discharge line 32, and the test solution supply valve 21 in the main body block 11 having an integral structure in this manner, when measuring the pH of the test solution, It is possible to quickly feed the test liquid into the void portion 20 while suppressing the usage amount.
  • the cross-sectional diameter and volume of the void 20 can be optimized according to the characteristics such as the viscosity of the test liquid. it can.
  • the cross-sectional diameter and volume of the void portion 20 By optimizing the cross-sectional diameter and volume of the void portion 20, a necessary and sufficient amount of the test liquid can be stored in the void portion 20, while reducing the waste of the test liquid consumed in pH measurement. , PH measurement can be performed appropriately.
  • the test liquid discharged from the cavity 20 is detected by the liquid amount detection unit 17 in the liquid storage unit 16, and the test liquid is detected according to the detection result of the liquid amount detection unit 17.
  • the supply valve 21 is controlled to open and close. This makes it possible to surely fill the void 20 with the amount of the analyte required for pH measurement while suppressing the amount of the analyte to be supplied to the void 20 via the supply line 31.
  • the pH measuring device 10 and the pH measuring method described above are effective in reducing the amount of the test liquid used for pH measurement, and can accurately measure the pH of the test liquid. ..
  • the pH measuring device 10 and the pH measuring method described above can be applied to various devices, methods, and other related techniques, and the application target is not limited.
  • the pH measuring device 10 and the pH measuring method described above can be applied to a semiconductor processing system that performs chemical liquid processing such as plating processing.
  • FIG. 4 is a block diagram schematically showing an example of the semiconductor processing system 70.
  • a semiconductor processing system 70 shown in FIG. 4 includes a mixed liquid tank 51, a semiconductor processing device 55, and the pH measuring device 10 shown in FIGS. 1 and 2.
  • the mixed liquid tank 51 stores a mixed liquid containing a plurality of types of chemical liquids.
  • a plurality of chemical liquid supply units (first chemical liquid supply unit 61, second chemical liquid supply unit 62 and third chemical liquid supply unit 63) are connected to the mixed liquid tank 51, and corresponding chemical liquids are supplied from the respective chemical liquid supply units. Supplied.
  • the chemical solutions supplied from the chemical solution supply units to the mixed solution tank 51 are mixed in the mixed solution tank 51 by a stirrer (not shown), whereby the mixed solution is prepared in the mixed solution tank 51.
  • the specific components of the mixed solution thus prepared are not limited.
  • the mixed solution prepared in the mixed solution tank 51 may be a plating solution used for plating the semiconductor wafer.
  • the semiconductor processing apparatus 55 has a mixed solution supply nozzle 56 connected to the mixed solution tank 51 via a mixed solution delivery line 52, and uses the mixed solution discharged from the mixed solution supply nozzle 56 for semiconductor processing.
  • the mixed liquid for example, the plating liquid
  • the mixed liquid supply nozzle 56 may be applied to the processing surface of the wafer (not shown) held in the semiconductor processing apparatus 55.
  • the supply line 31 of the pH measuring device 10 is connected to the mixed solution tank 51 via the mixed solution delivery line 52.
  • a part of the mixed liquid stored in the mixed liquid tank 51 is supplied to the pH measuring device 10 via the mixed liquid delivery line 52 and the supply line 31.
  • the supply line 31 may be connected to the mixed solution tank 51 via a line other than the mixed solution delivery line 52.
  • the mixed liquid delivery line 52 may have a branch line derived in the middle thereof, and an end portion of the branched line may be connected to the mixed liquid tank 51. In this case, since the mixed liquid flowing from the mixed liquid tank 51 into the mixed liquid delivery line 52 can be returned to the mixed liquid tank 51 via the branch line, the mixed liquid can be circulated.
  • the first chemical solution from the first chemical solution supply section 61 and the second chemical solution from the second chemical solution supply section 62 are mixed in the mixed solution tank 51 to prepare an intermediate solution.
  • the third chemical liquid from the third chemical liquid supply unit 63 may be added to the intermediate liquid.
  • the intermediate liquid may be prepared while measuring the pH of the mixed liquid of the first chemical liquid and the second chemical liquid by the pH measuring device 10.
  • the final mixed liquid may be prepared while measuring the pH of the mixed liquid of the intermediate liquid and the third chemical liquid by the pH measuring device 10. According to this preparation method, not only the final pH of the mixed solution but also the pH of the intermediate solution can be adjusted to a desired value, so that the desired mixed solution can be prepared with high accuracy.
  • the pH of the test liquid can be measured using a very small amount of the test liquid (sampling liquid). Therefore, the amount of chemical liquid consumed by the pH measurement when preparing the intermediate liquid can be small, and the amount of the chemical liquid consumed by the pH measurement when preparing the final mixed liquid can be small. Thereby, it is possible to effectively prevent the content and content ratio of the chemical solution in the final mixed solution from being largely deviated from the desired content and content ratio due to the pH measurement.
  • a high-quality mixed liquid can be prepared in the mixed liquid tank 51 and supplied to the semiconductor processing apparatus 55.
  • a program that, when executed by a computer for controlling the operation of the pH measuring apparatus 10, causes the computer to control the pH measuring apparatus 10 to execute the above-described pH measuring method, or such a program is recorded.
  • the present disclosure may be embodied as a recording medium.

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Abstract

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。

Description

ｐＨ計測装置及びｐＨ計測方法
　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Ｎ２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 (8)

  1. 　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るｐＨ計測装置。
  2. 　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に記載のｐＨ計測装置。
  3. 　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又は２に記載のｐＨ計測装置。
  4. 　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３に記載のｐＨ計測装置。
  5. 　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３又は４に記載のｐＨ計測装置。
  6. 　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１～５のいずれか一項に記載のｐＨ計測装置。
  7. 　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１～６のいずれか一項に記載のｐＨ計測装置。
  8. 　ｐＨ計測装置において供給ラインから空隙部に向かって被検液を流すステップと、
    　前記空隙部内の前記被検液に接触するｐＨセンサによって前記被検液のｐＨを計測するステップと、を含み、
    　前記ｐＨ計測装置は、一体構造の本体ブロックを備え、
    　前記本体ブロックは、前記空隙部と、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、を有し、前記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、
    　ｐＨ計測方法。
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