液処理装置及び液処理方法

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【発明の名称】	液処理装置及び液処理方法
【発明者】	【氏名】新藤尚樹【氏名】北原重徳【氏名】田口啓治
【要約】	【課題】構造を簡単にすると共に、薬液の吐出側で所定時間内での薬液の量を管理して、処理効率の向上を図れるようにした液処理装置及び液処理方法を提供すること。【解決手段】薬液Ｌを貯留する貯留槽６２ａと、貯留槽６２ａ内の薬液Ｌの量を検出する秤量センサ７０ｃと、貯留槽６２ａ内の薬液Ｌが貯留槽６２ａ内から吐出し始めてから所定量を吐出するまでの時間を検出する吐出量検出センサ７０ｄと、秤量センサ７０ｃと吐出量検出センサ７０ｄからの信号に基いて所定の信号を発する制御手段（ＣＰＵ８０）とを設けることにより、貯留槽６２ａ内の薬液Ｌが吐出し始めてから所定量を吐出するまでの時間を検出し、検出された時間に基いて貯留槽６２ａから吐出される薬液Ｌの吐出量が適正か否かを監視する。

【特許請求の範囲】
【請求項１】薬液を貯留する貯留槽と、上記貯留槽内の薬液の量を検出する秤量検出手段と、上記貯留槽内から吐出される薬液の所定量を検出する吐出量検出手段と、上記秤量検出手段と吐出量検出手段からの信号に基いて所定量吐出される時間を検出し、所定の信号を発する制御手段と、を具備することを特徴とする液処理装置。
【請求項２】請求項１記載の液処理装置において、上記貯留槽の吐出側に接続する薬液供給管と、薬液を混合して被処理体に処理を施す処理部に純水を供給する処理液供給管とを開閉切換手段を介して接続し、制御手段からの信号に基いて上記開閉切換手段を制御可能に形成してなる、ことを特徴とする液処理装置。
【請求項３】請求項２記載の液処理装置において、上記薬液供給管に流量調整手段を介設してなる、ことを特徴とする液処理装置。
【請求項４】請求項２記載の液処理装置において、上記薬液供給管を複数設け、各薬液供給管に流量調整手段を介設してなる、ことを特徴とする液処理装置。
【請求項５】請求項１又は２記載の液処理装置において、上記貯留槽と、この貯留槽内の薬液を搬送するためのガスの供給源とを開閉手段を介設するガス供給管を介して接続し、制御手段からの信号に基いて上記開閉手段を制御可能に形成してなる、ことを特徴とする液処理装置。
【請求項６】請求項５記載の液処理装置において、上記開閉手段は、加圧のガス圧が調整可能な圧力調整機能を具備する、ことを特徴とする液処理装置。
【請求項７】請求項５記載の液処理装置において、上記貯留槽とガス供給源とを複数のガス供給管を介して接続し、各ガス供給管に、各々異なる圧力調整機能を具備する開閉手段を介設してなる、ことを特徴とする液処理装置。
【請求項８】請求項１ないし７のいずれかに記載の液処理装置において、上記貯留槽は、異なる種類の薬液を貯留する複数のタンクを含む、ことを特徴とする液処理装置。
【請求項９】請求項１ないし７のいずれかに記載の液処理装置において、上記貯留槽は、同一種類の薬液を貯留する同一形状の複数のタンクからなり、上記各タンクの吐出口を集合し、上記タンクのうちの１つに秤量検出手段と吐出量検出手段を設けてなる、ことを特徴とする液処理装置。
【請求項１０】貯留槽内に貯留された薬液を貯留槽から吐出するに当たって、上記貯留槽内の薬液が吐出し始めてから所定量を吐出するまでの時間を検出し、検出された時間に基いて上記貯留槽から吐出される薬液の吐出量が適正か否かを判別可能にした、ことを特徴とする液処理方法。
【請求項１１】貯留槽内に貯留された薬液を貯留槽から吐出して、処理液供給管内を流れる純水中に混合するに当たって、上記貯留槽内の薬液が吐出し始めてから所定量を吐出するまでの時間を検出し、検出された時間に基いて上記貯留槽から吐出される薬液の吐出量が適正か否かを判別し、上記薬液の吐出量が適正範囲外の場合に、薬液の吐出を停止する、ことを特徴とする液処理方法。
【請求項１２】請求項１０又は１１記載の液処理方法において、上記処理槽内に薬液搬送用のガスを供給して、ガス圧によって薬液の吐出を行うようにし、上記薬液の吐出量が適正範囲外の場合に、ガスの供給を停止する、ことを特徴とする液処理方法。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、液処理装置及び液処理方法に関するもので、例えば半導体ウエハやＬＣＤ用ガラス基板等の被処理体を処理する薬液を適正量で使用可能にする液処理装置及び液処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体製造装置の製造工程においては、半導体ウエハやＬＣＤ用ガラス等の被処理体（以下にウエハ等という）を例えばアンモニア水（ＮＨ4ＯＨ）やフッ化水素酸（ＨＦ）等の薬液やリンス液（純水）等の洗浄液が貯留された洗浄槽に順次浸漬して洗浄処理を行う液処理方法が広く採用されている。この液処理すなわち洗浄処理においてウエハ等を洗浄処理する洗浄液の薬液濃度は、プロセス性能を満たすために、重要な管理項目に挙げられている。
【０００３】そこで、従来では、図１０に示すように、洗浄槽１と図示しない純水供給源とを接続する処理液供給管に開閉切換弁２を介して薬液貯留槽３を接続し、この薬液貯留槽３の上部と薬液搬送用ガス例えば窒素（Ｎ2）ガスの供給源（図示せず）とを開閉弁４を介設したガス供給管５を介して接続して、ガス圧によって薬液貯留槽３内の薬液の所定量を処理液供給管６内を流れる純水中に混合（調合）して所定濃度の洗浄液を生成している。この際、薬液貯留槽３の外部側方に配設された上限センサ７ａ及び下限センサ７ｂによって薬液貯留槽３内の薬液Ｌの許容上限量と下限量を検出し、また、秤量センサ７ｃによって薬液の所定貯留量を検出し、更に薬液吐出確認センサ７ｄによって薬液の吐出の確認例えば薬液吐出確認センサ７ｄがＯＦＦすれば薬液が吐出されたことが確認でき、薬液吐出確認センサ７ｄがＯＮのままであれば薬液が吐出されないことが確認できるような洗浄液濃度の調整機構が採用されている。
【０００４】また、別の薬液濃度調整機構として、図１１に示すように、洗浄槽１内の洗浄液の薬液濃度を検出、あるいは、処理液供給管６中を流れる薬液が混合（調合）された洗浄液の薬液濃度を検出する濃度計８を設けて、洗浄液の薬液濃度を監視するものも知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者すなわち薬液吐出確認センサ７ｄによって薬液の吐出の確認を行うものにおいては、薬液吐出確認センサ７ｄのＯＮ，ＯＦＦ動作によって薬液を圧送（吐出）した／圧送（吐出）しないの判別を行うことは可能であるが、肝心の洗浄槽へ圧送する洗浄液の薬液濃度を管理することはできないという問題があった。これに対し後者すなわち洗浄槽１内又は処理液供給管６中を流れる洗浄液の薬液濃度を濃度計８を用いて検出するものにおいては、薬液濃度を管理することができるが、濃度計８は高価な上、設置にスペースを要するという問題があった。
【０００６】この発明は上記事情に鑑みなされたもので、構造を簡単にすると共に、薬液の吐出側で薬液濃度を管理して、処理効率の向上を図れるようにした液処理装置及び洗浄処理方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、この発明は以下のように構成する。
【０００８】（１）請求項１記載の液処理装置は、薬液を貯留する貯留槽と、上記貯留槽内の薬液の量を検出する秤量検出手段と、上記貯留槽内から吐出される薬液の所定量を検出する吐出量検出手段と、上記秤量検出手段と吐出量検出手段からの信号に基いて所定量吐出される時間を検出し、所定の信号を発する制御手段と、を具備することを特徴とする。ここで、薬液としては、例えばフッ化水素酸（ＨＦ）、塩酸（ＨＣＬ）、アンモニア水（ＮＨ4ＯＨ）や過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）等の薬液が使用される。
【０００９】このように構成することにより、貯留槽内に貯留された薬液の量と薬液の吐出し始めの量を秤量検出手段にて検出し、貯留槽内から吐出される薬液の所定量を吐出量検出手段にて検出し、そして、秤量検出手段と吐出量検出手段からの信号を受けて制御手段で所定量吐出するまでの時間を検出し、制御手段から所定の信号例えばアラーム等の制御信号を発することができる。この場合の制御手段の制御形態としては、予め記憶（設定）された時間外に吐出量検出手段からの検出信号が制御手段に伝達された場合に所定の制御信号を発する制御と、吐出量検出手段からの検出信号により検出される時間と、予め実験等により求められた所定時間当りの吐出量のデータとを比較して、所定の制御信号を発する制御とがある。したがって、薬液の吐出側で所定時間内での薬液の量を管理することができるので、処理効率の向上を図ることができる。
【００１０】（２）請求項２記載の液処理装置は、請求項１記載の液処理装置において、上記貯留槽の吐出側に接続する薬液供給管と、薬液を混合して被処理体に処理を施す処理部に純水を供給する処理液供給管とを開閉切換手段を介して接続し、制御手段からの信号に基いて上記開閉切換手段を制御可能に形成してなる、ことを特徴とする。
【００１１】このように構成することにより、秤量検出手段と吐出量検出手段からの信号を受ける制御手段からの制御信号に基いて開閉切換手段を制御することができるので、薬液の吐出量が適量範囲外の場合には開閉切換手段を閉じて不適量の薬液の吐出を停止することができる。したがって、純水中に混合される薬液の濃度を管理できるので、処理効率の向上が図れ、また、薬液濃度が不十分な場合の処理を即座に回避することができ、処理に供される被処理体のダメージを少なくすることができる。
【００１２】（３）請求項３記載の液処理装置は、請求項２記載の液処理装置において、上記薬液供給管に流量調整手段を介設してなる、ことを特徴とする。
【００１３】このように構成することにより、薬液の吐出量を調整することができるので、使用目的に応じた吐出量の薬液を使用することができる。
【００１４】（４）請求項４記載の液処理装置は、請求項２記載の液処理装置において、上記薬液供給管を複数設け、各薬液供給管に流量調整手段を介設してなる、ことを特徴とする。
【００１５】このように構成することにより、薬液の吐出量を選択的に調整することができるので、使用目的に応じた吐出量の薬液を使用することができる。
【００１６】（５）請求項５記載の液処理装置は、請求項１又は２記載の液処理装置において、上記貯留槽と、この貯留槽内の薬液を搬送するためのガスの供給源とを開閉手段を介設するガス供給管を介して接続し、制御手段からの信号に基いて上記開閉手段を制御可能に形成してなる、ことを特徴とする。
【００１７】このように構成することにより、秤量検出手段と吐出量検出手段からの信号を受ける制御手段からの制御信号に基いて開閉手段を制御することができるので、薬液の吐出量が適量範囲外の場合には開閉手段を閉じて搬送用ガスの供給を停止すると共に、不適量の薬液の吐出を停止することができる。したがって、薬液濃度が不十分な場合の処理を即座に回避することができ、処理に供される被処理体のダメージを少なくすることができる。
【００１８】（６）請求項６記載の液処理装置は、請求項４記載の液処理装置において、上記開閉手段は、加圧のガス圧が調整可能な圧力調整機能を具備する、ことを特徴とする。
【００１９】このように構成することにより、搬送用ガスの供給圧を調整することができるので、薬液の吐出量を調整することができると共に、薬液濃度を調整することができる。
【００２０】（７）請求項７記載の液処理装置は、請求項５記載の液処理装置において、上記貯留槽とガス供給源とを複数のガス供給管を介して接続し、各ガス供給管に、各々異なる圧力調整機能を具備する開閉手段を介設してなる、ことを特徴とする。
【００２１】このように構成することにより、搬送用ガスの供給圧を選択的に調整することができるので、薬液の吐出量を微調整することができると共に、薬液濃度を微調整することができる。
【００２２】（８）請求項８記載の液処理装置は、請求項１ないし７のいずれかに記載の液処理装置において、上記貯留槽は、異なる種類の薬液を貯留する複数のタンクを含む、ことを特徴とする。
【００２３】このように構成することにより、異なる種類の複数の薬液の吐出量を管理することができると共に、薬液濃度を管理することができる。
【００２４】（９）請求項９記載の液処理装置は、請求項１ないし７のいずれかに記載の液処理装置において、上記貯留槽は、同一種類の薬液を貯留する同一形状の複数のタンクからなり、上記各タンクの吐出口を集合し、上記タンクのうちの１つに秤量検出手段と吐出量検出手段を設けてなる、ことを特徴とする。
【００２５】このように構成することにより、目的に応じた薬液の使用量（吐出量）を適宜増大することができると共に、１つの秤量検出手段と吐出量検出手段で吐出量を管理することができる。したがって、貯留槽を構成するタンクの数に関係なく一箇所で薬液の吐出量を管理することができ、検出機器類の削減を図ることができると共に、貯留槽のスペースの有効利用を図ることができる。
【００２６】（１０）請求項１０記載の液処理方法は、貯留槽内に貯留された薬液を貯留槽から吐出するに当たって、上記貯留槽内の薬液が吐出し始めてから所定量を吐出するまでの時間を検出し、検出された時間に基いて上記貯留槽から吐出される薬液の吐出量が適正か否かを判別可能にした、ことを特徴とする。
【００２７】このように構成することにより、上記請求項１記載の発明と同様に、薬液の吐出側で所定時間内での薬液の量を管理することができるので、処理効率の向上を図ることができる。
【００２８】（１１）請求項１１記載の液処理方法は、貯留槽内に貯留された薬液を貯留槽から吐出して、処理液供給管内を流れる純水中に混合するに当たって、上記貯留槽内の薬液が吐出し始めてから所定量を吐出するまでの時間を検出し、検出された時間に基いて上記貯留槽から吐出される薬液の吐出量が適正か否かを判別し、上記薬液の吐出量が適正範囲外の場合に、薬液の吐出を停止する、ことを特徴とする。
【００２９】このように構成することにより、上記請求項２記載の発明と同様に、貯留槽から吐出される薬液の吐出量が適正か否かを判別し、薬液の吐出量が適正範囲外の場合に、薬液の吐出を停止するので、純水中に混合される薬液の濃度を管理できるので、処理効率の向上が図れ、また、薬液の吐出量が不十分な状態の薬液による処理を停止することができ、処理に供される被処理体のダメージを少なくすることができる。
【００３０】（１２）請求項１２記載の液処理方法は、請求項１０又は１１記載の液処理方法において、上記処理槽内に薬液搬送用のガスを供給して、ガス圧によって薬液の吐出を行うようにし、上記薬液の吐出量が適正範囲外の場合に、ガスの供給を停止する、ことを特徴とする。
【００３１】このように構成することにより、上記請求項５記載の発明と同様に、薬液の吐出量が適量範囲外の場合には開閉手段を閉じて搬送用ガスの供給を停止すると共に、不適量の薬液の吐出を停止することができるので、薬液の吐出量や薬液濃度が不十分な場合の処理を即座に回避することができ、処理に供される被処理体のダメージを少なくすることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態を図面に基いて詳細に説明する。この実施形態では半導体ウエハの洗浄処理システムに適用した場合について説明する。
【００３３】図１はこの発明に係る液処理装置を適用した洗浄処理システムの一例を示す概略平面図である。
【００３４】上記洗浄処理システムは、被処理体である半導体ウエハＷ（以下にウエハという）を水平状態に収納する容器例えばキャリア１０を搬入、搬出するための搬送部２０と、ウエハＷを薬液、洗浄液等の液処理すると共に乾燥処理する処理部３０と、搬送部２０と処理部３０との間に位置してウエハＷの受渡し、位置調整及び姿勢変換等を行うインターフェース部４０とで主に構成されている。
【００３５】上記搬送部２０は、洗浄処理システムの一側端部に併設して設けられるキャリア搬入部２１とキャリア搬出部２２が併設されると共に、ウエハ搬出入部２３が設けられている。この場合、キャリア搬入部２１とウエハ搬出入部２３との間には図示しない搬送機構が配設されており、この搬送機構によってキャリア１０がキャリア搬入部２１からウエハ搬出入部２３へ搬送されるように構成されている。
【００３６】また、キャリア搬出部２２とウエハ搬出入部２３には、それぞれキャリアリフタ（図示せず）が配設され、このキャリアリフタによって空のキャリア１０を搬送部２０の上方に設けられたキャリア待機部（図示せず）への受け渡し及びキャリア待機部からの受け取りを行うことができるように構成されている。
【００３７】上記ウエハ搬出入部２３は、上記インターフェース部４０に向かって開口しており、その開口部には蓋開閉装置２４が配設されている。この蓋開閉装置２４によってキャリア１０の蓋体（図示せず）が開放あるいは閉塞されるようになっている。したがって、ウエハ搬出入部２３に搬送された未処理のウエハＷを収納するキャリア１０の蓋体を蓋開閉装置２４によって取り外してキャリア１０内のウエハＷを搬出可能にし、全てのウエハＷが搬出された後、再び蓋開閉装置２４によって蓋体を閉塞することができる。また、キャリア待機部からウエハ搬出入部２３に搬送された空のキャリア１０の蓋体を蓋開閉装置２４によって取り外してキャリア１０内にウエハＷを搬入可能にし、全てのウエハＷが搬入された後、再び蓋開閉装置２４によって蓋体を閉塞することができる。なお、ウエハ搬出入部２３の開口部近傍には、キャリア１０内に収納されたウエハＷの枚数を検出するマッピングセンサ２５が配設されている。
【００３８】上記インターフェース部４０には、ウエハ搬出入部２３のキャリア１０から１枚又は複数枚（例えば２５枚）のウエハＷを取り出して搬送する水平方向（Ｘ，Ｙ方向），垂直方向（Ｚ方向）及び回転（θ方向）可能なウエハ取出しアーム４１と、後述する姿勢変換装置４３から１枚又は複数枚（例えば２５枚）のウエハＷを受け取ってウエハ搬出入部２３に搬送された空のキャリア１０内に収納する水平方向（Ｘ，Ｙ方向），垂直方向（Ｚ方向）及び回転（θ方向）可能なウエハ収納アーム４２と、ウエハ取出しアーム４１によって取り出された１枚又は複数枚（例えば２５枚）のウエハＷを垂直状態に変換する姿勢変換装置４３が配設されている。
【００３９】一方、上記処理部３０には、ウエハＷに付着するパーティクルや有機物汚染、酸化膜等を除去する第１～第４の洗浄処理ユニット３１～３４と、乾燥処理ユニット３５が直線状に配列されている。この場合、第１～第４の洗浄処理ユニット３１～３４にこの発明に係る液処理装置が組み込まれている。また、上記各ユニット３１～３４，３５と対向する位置から上記インターフェース部４０に延在して設けられた搬送路３６に、Ｘ，Ｙ方向（水平方向）、Ｚ方向（垂直方向）及び回転（θ）可能なウエハ搬送チャック３７が配設されている。
【００４０】次に、この発明に係る液処理装置について説明する。
◎第一実施形態図２はこの発明に係る液処理装置の第一実施形態を示す概略断面図、図３は液処理装置の第一実施形態の一部を示す概略断面図である。
【００４１】上記液処理装置は、薬液としての薬液例えばフッ化水素酸（ＨＦ）の希釈液（ＤＨＦ）やリンス液例えば純水等の洗浄液を貯留すると共に洗浄液中に被処理体であるウエハＷを浸漬してその表面を洗浄する洗浄槽５０と、この洗浄槽５０と純水供給源６０とを接続すべく洗浄槽５０内に配設される洗浄液供給ノズル５１と純水供給源６０とを接続する処理液供給管６１と、薬液例えばフッ化水素酸（ＨＦ）、塩酸（ＨＣＬ）、アンモニア水（ＮＨ4ＯＨ）及び過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）を貯留する貯留槽６２ａ～６２ｄと、注入開閉切換弁６３（開閉切換手段）を介して処理液供給管６１と貯留槽６２ａ～６２ｄとを接続する薬液供給管６４と、貯留槽６２ａ～６２ｄ内に薬液搬送用ガス例えば窒素（Ｎ2）ガス等の不活性ガスを供給するＮ2ガス供給手段６５と、貯留槽６２ａ～６２ｄ内の薬液Ｌの状況を監視する検出部７０と、この検出部７０からの検出信号に基いて所定の制御信号を発する制御手段８０とで主に構成されている。
【００４２】この場合、洗浄槽５０は、洗浄液を貯留する内槽５０ａと、この内槽５０ａの開口部の外方縁部を覆う外槽５０ｂとで構成されており、外槽５０ｂの底部に設けられた排出口に排出管５２が接続されている。また、洗浄槽５０は筐体５３内に収容されて洗浄処理部が構成されており、この洗浄処理部には、後述する排気機構５４と排液機構５５が設けられている。
【００４３】上記処理液供給管６１には、純水供給源６０側から順に、処理時間制御用の温度計６６、開閉弁６７、フローメータ６８、圧力レギュレータ６９及び上記注入開閉切換弁６３が介設されており、圧力レギュレータ６９には、空気開閉弁７１と大容量用及び精密用の２つのレギュレータ７２ａ，７２ｂを介設した空気供給管７３を介して空気供給源７４が接続されている。したがって、空気供給源７４から圧力レギュレータ６９に供給される制御用の空気によって圧力レギュレータ６９を制御することにより、所定流量の純水が洗浄槽５０内に供給されるように構成されている。なお、処理液供給管６１に介設される開閉弁６７と、空気供給管７３に介設される空気開閉弁７１は、共にソレノイド式に形成されると共に、図示しないリレー回路を介して互いに接続されており、処理液供給管６１に介設された開閉弁６７が閉じた時に空気開閉弁７１も閉じるように形成されている。このように、開閉弁６７が閉じた時に空気開閉弁７１を閉じるようにしたのは、開閉弁６７が閉じることで、圧力レギュレータ６９に純水が流れない状態となった際に、圧力レギュレータ６９に制御用の空気が供給し続けることとなり、圧力レギュレータ６９に過負荷がかかるので、これを防止するために、開閉弁６７と同時に空気開閉弁７１を閉じるようにしたためである。
【００４４】また、処理液供給管６１における開閉弁６７の上流側（純水供給源６０側）と注入開閉切換弁６３の上流側（開閉弁６７側）との間には、洗浄処理（薬液処理、リンス処理）以外のときに常時純水を少量供給する節水用のバイパス管７５が接続されている。このバイパス管７５の処理液供給管６１と近接する部位に、補助開閉弁７６が介設されている。このように、補助開閉弁７６を処理液供給管６１に近接して設けることにより、上記洗浄槽５０で薬液処理を行った後に、洗浄槽５０内に残留する薬液がバイパス管７５に流れ込んで、次のリンス処理の際に純水中に薬液が混入するのを防止することができる。
【００４５】一方、上記貯留槽６２ａ～６２ｄは、それぞれ有底円筒状の容器（タンク）にて形成されており、底部に設けられたポート（図示せず）にそれぞれ薬液供給管６４が接続されている。また、各薬液供給管６４には、薬液開閉弁７７ａ～７７ｄを介設した薬液補給管７８ａ～７８ｄを介して薬液供給源７９ａ～７９ｄが接続されており、各貯留槽６２ａ～６２ｄ内に例えばＨＦ、ＨＣＬ、ＮＨ4ＯＨ、Ｈ2Ｏ2 が貯留されるようになっている。なお、各薬液供給管６４には薬液の流量を調整するオリフィス６４ａ～６４ｄが介設されている。
【００４６】また、上記Ｎ2ガス供給手段６５は、各貯留槽６２ａ～６２ｄの上部に設けられた供給ポート（図示せず）にガス供給管８１を介して接続される搬送用ガスの供給源８２（以下にＮ2ガス供給源８２という）と、このガス供給管８１において、ガス供給源８２側から順に介設される大容量用及び精密用のレギュレータ８３ａ，８３ｂと、フィルタ８４と、圧力調整機能を具備するガス開閉弁８５（開閉手段）とで形成されている。なお、貯留槽６２ａ～６２ｄの上部には排気ポート（図示せず）が設けられており、この排気ポートに接続する排気管８６に排気用開閉弁８７が介設されている。また、排気管８６から分岐する分岐管８８に安全弁８９が介設されている。
【００４７】上記検出部７０は、各貯留槽６２ａ～６２ｄの外側部に配設される上限センサ７０ａ、下限センサ７０ｂ、秤量センサ７０ｃ（秤量検出手段）及び吐出量検出センサ７０ｄ（吐出量検出手段）とで構成されている。このうち、上限センサ７０ａと下限センサ７０ｂによって貯留槽６２ａ～６２ｄ内に貯留された薬液Ｌの上限量と下限量が検出され、秤量センサ７０ｃによって貯留槽６２ａ～６２ｄ内に貯留された薬液Ｌの所定量の有無が検出され、また、吐出量検出センサ７０ｄによって貯留槽６２ａ～６２ｄ内の薬液Ｌが貯留槽６２ａ～６２ｄ内から吐出し始めてから所定量の吐出が検出されるようになっている。これらセンサ７０ａ～７０ｄは、いずれも静電容量型センサ素子にて形成されており、吐出量検出センサ７０ｄからの検出信号により制御手段８０に組み込まれたタイマによって時間が検出され、制御手段８０から所定の制御信号が発せられるように形成されている。すなわち、制御手段８０において、予め記憶（設定）された時間外に吐出量検出センサ７０ｄからの検出信号が制御手段８０に伝達された場合に、制御手段８０から所定の制御信号、例えばアラーム等が発せられる。また、制御手段８０の別の制御形態としては、吐出量検出センサ７０ｄからの検出信号により検出される時間と、予め実験等により求められた所定時間当たりの吐出量のデータとを比較して、所定の制御信号、例えばアラーム等を発するような制御がある。
【００４８】なお、上記センサ７０ａ～７０ｄは、必ずしも静電容量型センサである必要はなく、例えば透過型センサ等その他の形式のセンサであってもよい。
【００４９】上記制御手段８０は、検出部７０の秤量センサ７０ｃと吐出量検出センサ７０ｄからの検出信号により検出された時間と、予め記憶された情報｛例えば実験等によって求められた所定の薬液濃度に適合した一定時間当りの吐出量｝とを比較演算処理して所定の制御信号、例えばアラーム等の警報や上記注入開閉切換弁６３とガス開閉弁８５の閉成操作指令等を発する中央演算処理装置（ＣＰＵ）にて形成されている（図３参照）。
【００５０】以下に、この発明に係る液処理装置を用いた薬液濃度の管理方法（制御方法）について、図３に示すＨＦの貯留槽６２ａを代表して詳細に説明する。
【００５１】上記のように形成される検出部７０の吐出量検出センサ７０ｄと制御手段８０（以下にＣＰＵ８０という）を設けることにより、例えば吐出量検出センサ７０ｄが、貯留槽６２ａ内の薬液Ｌの吐出し始めから６０±５秒以内の領域を検出した場合を適量な吐出量と設定しておくと、この吐出量検出センサ７０ｄがＯＦＦの検出信号を制御手段８０（以下にＣＰＵ８０という）に伝達した時、この時間内の場合は、所定の吐出量の薬液Ｌが吐出されて純水に混合（調合）されて所定の薬液濃度の洗浄液が生成される。また、吐出量検出センサ７０ｄが、貯留槽６２ａ内の薬液Ｌの吐出し始めから６０±５秒以内にＯＦＦしなければ、所定の吐出量の薬液Ｌが吐出されず、薬液濃度が不十分であることが判る。したがって、例えば、吐出量検出センサ７０ｄからの、ＯＦＦ信号（検出信号）が、ＣＰＵ８０に貯留槽６２ａ内の薬液Ｌの吐出し始めから５５秒より早く伝達すれば、薬液Ｌが所定量より多量に吐出され、洗浄槽５０内の洗浄液の薬液濃度が濃くなるので、この場合は、ＣＰＵ８０から注入開閉切換弁６３及びガス開閉弁８５に制御信号が伝達されて、注入開閉切換弁６３及びガス開閉弁８５が即座に閉じられる。これと同時にアラームが表示される。また、吐出量検出センサ７０ｄからのＯＦＦ信号（検出信号）が、ＣＰＵ８０に貯留槽６２ａ内の薬液Ｌの吐出し始めから６５秒より遅く伝達すれば、薬液Ｌが所定量より少なく吐出され、洗浄槽５０内の洗浄液の薬液濃度が薄くなるので、この場合も、ＣＰＵ８０から注入開閉切換弁６３及びガス開閉弁８５に制御信号が伝達されて、注入開閉切換弁６３及びガス開閉弁８５が即座に閉じられる。また、これと同時にアラームが表示される。したがって、所定量の薬液Ｌが吐出されない場合は、純水のみが洗浄槽５０内に供給され、ウエハＷが不十分な濃度の洗浄液によって処理されることを防止することができる。
【００５２】なお、上記薬液Ｌの吐出量は、薬液濃度に応じて設定され、純水の供給量に対するＮ2ガスの加圧力すなわちＮ2ガスの供給圧によって設定される。
【００５３】次に、洗浄処理部側における排気及び排液構造について、図２、図４～図６を参照して説明する。図４は洗浄処理部における排気機構を示す概略断面図、図５は図４のＡ－Ａ線に沿う断面図、図６は洗浄処理部における排液機構を示す横断面図（ａ）及び縦断面図である。
【００５４】上記排気機構５４は、上記洗浄槽５０を収容する筐体５３の底部の一側に設けられた排気口９０に連通する主排気通路９１と、この主排気通路９１に接続する排気切換ボックス９２と、この排気切換ボックス９２内に配設されて排気されるガスを酸系ガスとアルカリ系ガスとに切り換える排気切換弁９３と、排気切換ボックス９２から分岐されて外部の排気回収部９４ａ，９４ｂ（図２）に接続する２つの分岐通路９５ａ，９５ｂとで主に構成されている。
【００５５】この場合、筐体５３の底部における排気口９０と洗浄槽５０との間には、仕切板９６が排気口９０側に向かって傾斜状に立設されている。この仕切板９６によって筐体５３内の排気ガスが排気口９０側に流れるようになっている。また、主排気通路９１内には、図示しないアクチュエータによって開閉するダンパ９７が配設されている。また、排気切換ボックス９２内に配設される排気切換弁９３は、図４及び図５に示すように、排気切換ボックス９２に設けられた分岐口９２ａ，９２ｂの間に位置する回転可能な操作軸９３ｂに一端が装着された板状弁体９３ａと、操作軸９３ｂを回転するアクチュエータ９３ｃとで構成されており、図示しない制御部からの信号を受けてアクチュエータ９３ｃが正逆方向に回動することで、板状弁体９３ａが分岐口９２ａ，９２ｂの一方を閉塞し得るように構成されている。例えば、洗浄槽５０内に酸系の薬液Ｌが使用されて洗浄処理される場合には、その情報を制御部から受けてアクチュエータ９３ｃが回動（図５において半時計方向に回動）して板状弁体９３ａが酸側の分岐口９２ａを開放すると共に、アルカリ側の分岐口９２ｂを閉塞して、酸系の排気ガスを酸系の分岐通路９５ａ側へ流すことができる（図５参照）。排気ガスがアルカリ系である場合は、上記動作と逆にアクチュエータ９３ｃが逆方向に回動（図５において時計方向に回動）して板状弁体９３ａがアルカリ側の分岐口９２ｂを開放すると共に、酸側の分岐口９２ａを閉塞して、アルカリ系の排気ガスをアルカリ系の分岐通路９５ｂ側へ流すことができる。なお、分岐通路９５ａ，９５ｂには、それぞれ図示しないアクチュエータによって開閉するダンパ９８ａ，９８ｂが配設されている。
【００５６】一方、上記排液機構５５は、図２に示すように、洗浄槽５０の底部に設けられた排液口（図示せず）にドレン弁１００を介して接続する主排液通路１０１と、この主排液管路１０１に接続する薬液切換ボックス１０２と、この薬液切換ボックス１０２に設けられる３つの切換通路１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃをそれぞれを開閉する薬液切換弁１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃと、切換通路１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃに接続する薬液分岐管路１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃとで主に構成されている（図６参照）。
【００５７】この場合、切換通路１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃは、薬液切換ボックス１０２の一側部に互いに平行に設けられており、各切換通路１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃに直交状に薬液分岐管路１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃが接続されている（図６参照）。そして、各切換通路１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ内に設けられた弁座１０６に薬液切換弁１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃが就座可能に配設され、各薬液切換弁１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃは、薬液切換ボックス１０２の外側に配設された往復動可能な直動アクチュエータ１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃによって開閉移動可能に構成されている。
【００５８】上記のように排液機構を構成することにより、例えば、上記洗浄槽５０内でＨＦの薬液を使用した場合、その情報を制御部から受けて直動アクチュエータ１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃが作動し、例えばＨＦ排液用の直動アクチュエータ１０７ａが、図６（ａ）において左側に移動して薬液切換弁１０４ａを弁座１０６から離隔し、切換通路１０３ａと薬液分岐管路１０５ａとの接続口１０８を開放する。すると、排液（ＨＦ）は、主排液通路１０１を流れて薬液切換ボックス１０２内に流れた後、切換通路１０３ａを介して薬液分岐管路１０５ａに流れ、薬液回収部１０９ａ（図２）に回収される。このとき、他の薬液切換弁１０４ｂ，１０４ｃは弁座１０６に就座しており、薬液分岐管路１０５ｂ，１０５ｃにはＨＦは流れないようになっている。また、洗浄処理に使用する薬液がＨＣＬやＮＨ4ＯＨの場合には、上記薬液切換弁１０４ａに代わって薬液切換弁１０４ｂ又は１０４ｃが開放し、ＨＣＬやＮＨ4ＯＨを薬液分岐管路１０５ｂ，１０５ｃを介して同様に所定の薬液回収部１０９ｂ，１０９ｃ（図２）に回収することができる。
【００５９】なお、図２に示すように、上記洗浄槽５０の上方には純水供給ノズル５６が配設されている。この純水供給ノズル５６は、処理液供給管６１の純水供給源６０と開閉弁６７との間から分岐される分岐管５７に接続されている。また、処理液供給管６１における開閉弁６７とフローメータ６８との間には、補助開閉弁５８を介設した補助供給管５９を介して温調純水供給源６０Ａが接続されている。なお、補助供給管５９には、戻り開閉弁５９ａを介設した戻り管５９ｂが接続されている。
【００６０】上記のように構成される洗浄処理装置において、ウエハＷを洗浄処理する場合は、まず、処理液供給管６１の開閉弁６７を開放すると共に、圧力レギュレータ６９に空気を供給して圧力レギュレータ６９を開放して、純水供給源６０から純水を洗浄槽５０内に供給する。そして、この状態で、所定の薬液例えばＨＦを貯留する貯留槽６２ａの注入開閉切換弁６３を開放する一方、貯留槽６２ａに接続するガス供給管８１に介設されたガス開閉弁８５を開放して貯留槽６２ａ内に貯留された薬液（ＨＦ）の液面に向かってＮ2ガスを供給することにより、所定の吐出量のＨＦを処理液供給管６１内を流れる純水中に混合（調合）して所定濃度の洗浄液（ＤＨＦ）を生成して、洗浄槽５０内に供給することができる。この際、上述したように、検出部７０の秤量センサ７０ｃによって貯留槽６２ａ内に貯留された薬液Ｌの設定量の有無が検出され、また、吐出量検出センサ７０ｄによって貯留槽６２ａ内の薬液Ｌ（ＨＦ）が貯留槽６２ａ内から吐出し始めてから所定量を吐出するまでが検出され、この検出信号がＣＰＵ８０に伝達されて、ＣＰＵ８０で時間が検出され、所定の吐出量のＨＦが吐出されたか否かが監視される。ここで、ＨＦが所定の吐出量より多いか、少ない場合には、上述したようにＣＰＵ８０からの制御信号によって注入開閉切換弁６３及びガス開閉弁８５が閉じられて、ＨＦの供給が即座に停止され、洗浄槽５０内には純水のみが供給される。また、これと同時にアラームが表示される。したがって、濃度が不十分な洗浄液によってウエハＷが処理されるのを防止することができ、ウエハＷのダメージを少なくすることができる。なお、所定量のＨＦが吐出されている場合は、洗浄処理が続行される。
【００６１】また、別の薬液例えばＨＣＬを用いて洗浄処理する場合は、ＨＣＬを貯留した貯留槽６２ｂの注入開閉切換弁６３を開放する一方、貯留槽６２ｂに接続するガス供給管８１に介設されたガス開閉弁８５を開放して、ＨＦの場合と同様に所定の吐出量のＨＣＬを処理液供給管６１内を流れる純水中に混合（調合）して所定濃度の洗浄液（ＨＣＬ）を生成して、洗浄槽５０内に供給する。以下、同様にＮＨ4ＯＨを用いた洗浄処理を行うことができる。したがって、１つの処理ユニットで異なる種類の薬液を用いた洗浄処理を行うことができる。なお、１種類の薬液を用いた洗浄処理を行う場合には、上記貯留槽６２ａ～６２ｄの１つを処理液供給管６１に接続した構造とすればよい。
【００６２】◎第二実施形態図７は、この発明に係る液処理装置の第二実施形態を示す概略断面図である。
【００６３】第二実施形態は、Ｎ2ガス圧を微調整可能にして、薬液例えばＨＦの濃度の微細調整を可能にした場合である。すなわち、ガス供給管８１を複数（図面では２つの場合を示す）並設して貯留槽６２ａに接続すると共に、薬液供給管６４も複数（図面では２つの場合を示す）並設して処理液供給管６１に接続し、各ガス供給管８１にそれぞれ精密量のレギュレータ８３ｂ、フィルタ８４及びガス開閉弁８５を介設し、また、各薬液供給管６４にそれぞれ流量調整用のオリフィス６４Ａと薬液開閉弁７７を介設した場合である。なお、各ガス供給管８１に介設されるレギュレータ８３ｂは、それぞれ同じ圧力調整できるものであってもよく、異なる圧力調整できるものであってもよい。また、各薬液供給管６４に介設されるオリフィス６４Ａも同様に、それぞれ同じか、あるいは異なる流量調整できるものであってもよい。
【００６４】このように構成することにより、各ガス開閉弁８５，８５の１つをを選択的に開閉動作するか、あるいは双方のガス開閉弁８５，８５を同時に開閉動作することができ、それに伴ってＮ2ガス圧を任意の設定圧に調整することができると共に、ＨＦの吐出量を調整することができる。また、各薬液開閉弁７７，７７の１つをを選択的に開閉動作するか、あるいは双方の薬液開閉弁７７，７７を同時に開閉動作することによって、ＨＦの吐出量を調整することができる。したがって、薬液（ＨＦ）の濃度の微細調整が可能となり、ウエハＷの種類や枚数等に対応した濃度のＨＦを供給して薬液処理を施すことができる。また、一度に全てのガス開閉弁８５，８５と全ての薬液開閉弁７７，７７を開放して濃度の高いＨＦを洗浄槽５０に供給することにより、薬液処理の立上げを早くする等の手法も採用することができる。
【００６５】なお、第二実施形態において、ガス供給管８１及び薬液開閉弁７７が２つの場合について説明したが、勿論３つ以上のガス供給管８１及び薬液開閉弁７７を設けてもよい。
【００６６】なお、第二実施形態において、その他の部分は上記第一実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して、その説明は省略する。
【００６７】◎第三実施形態図８は、この発明に係る液処理装置の第三実施形態を示す概略断面図である。
【００６８】第三実施形態は、同一種類の薬液を一度に多量に吐出可能にした場合である。すなわち、貯留槽６２ａ～６２ｄ（以下に符号６２ａで代表する）を、同一種類の薬液を貯留する同一形状の複数（図面では３個の場合を示す）のタンク１１０ａ～１１０ｃにて形成し、各タンク１１０ａ～１１０ｃの吐出口を集合し、タンク１１０ａ～１１０ｃのうちの１つ１１０ａに秤量センサ７０ｃと吐出量検出センサ７０ｄを設けた場合である。この場合、各タンク１１０ａ～１１０ｃの底部に設けられた吐出ポート（図示せず）に接続する薬液供給分岐管１１１ａ～１１１ｃを同じ長さにして薬液供給管６４に接続させて吐出口を集合させる方が望ましい。また、ガス供給管８１から分岐されて各タンク１１０ａ～１１０ｃに接続するガス供給分岐管１１１ａ～１１１ｃも同様に同じ長さにする方が好ましい。なお、各タンク１１０ａ～１１０ｃには、上限センサ７０ａと下限センサ７０ｂが設けられて、タンク１１０ａ～１１０ｃ内の薬液Ｌの排液状況等の検出が可能になっており、上限センサ７１ａにより、Ｎ2ガスの過剰加圧によるタンク１１０ａ～１１０ｃの破裂防止が図られている。
【００６９】上記のように、貯留槽６２ａを、同一種類の薬液を貯留する同一形状の複数のタンク１１０ａ～１１０ｃにて形成し、各タンク１１０ａ～１１０ｃの吐出口を集合し、タンクのうちの１つ１１０ａに秤量センサ７０ｃと吐出量検出センサ７０ｄを設けることにより、１組の秤量センサ７０ｃと吐出量検出センサ７０ｄで吐出量を監視して各タンク１１０ａ～１１０ｃ内の薬液Ｌを同時に吐出することができる。この場合、タンク１１０ａ～１１０ｃの数を適宜増減することで、使用目的に応じた薬液濃度の洗浄液を生成することができる。したがって、各タンク１１０ａ～１１０ｃに秤量センサ７０ｃと吐出量検出センサ７０ｄを設けることなく、多量の薬液Ｌを吐出することができるので、検出機器類の削減が図れると共に、貯留槽６２ａの設置スペースの有効利用が図れる。
【００７０】なお、第三実施形態において、その他の部分は上記第一実施形態及び第二実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００７１】◎第四実施形態図９は、この発明に係る液処理装置の第四実施形態の要部を示す概略断面図である。
【００７２】第四実施形態は、純水の流量の変動による洗浄処理精度の体はを防止すべく純水の流量を一定に制御可能にした場合である。すなわち、上記処理液供給管６１における純水供給源６０側に純水の流量を検出する検出手段例えば流量計１１２を介設すると共に、この流量計１１２の二次側すなわち洗浄槽５０側に圧力調整手段例えば圧力レギュレータ１１３を介設し、そして、流量計１１２にて検出された検出信号（流量の変動値）を受けて一定の流量となるような制御信号を圧力レギュレータ１１３に伝達するコントローラ１１４を設けて、純水の流量を一定に制御するようにした場合である。
【００７３】このように、純水の流量を一定に制御することにより、薬液濃度を一定に維持することができるので、洗浄処理精度の向上が図れる。例えば、薬液にＨＦを使用する洗浄処理においては、洗浄槽５０内の薬液濃度（ＨＦ濃度）が一定化されるので、エッチングの再現性の向上が図れる。
【００７４】なお、上記説明では、流量計１１２の二次側すなわち洗浄槽５０側に圧力レギュレータ１１３を配設する場合について説明したが、圧力レギュレータ１１３を流量計１１２の一次側即ち純水供給源６０側に配設してコントローラ１１４からの制御信号をフィードバックさせるようにしてもよい。
【００７５】なお、第四実施形態において、その他の部分は上記第一実施形態ないし第三実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して、その説明は省略する。
【００７６】なお、上記実施形態では、この発明に係る液処理装置及び液処理方法を半導体ウエハの洗浄処理システムに適用した場合について説明したが、半導体ウエハ以外の例えばＬＣＤ用ガラス基板等にも適用できることは勿論である。
【００７７】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれば、上記のように構成されているので、以下のような優れた効果が得られる。
【００７８】（１）請求項１、１０記載の発明によれば、貯留槽内に貯留された薬液の量と薬液の吐出し始めの量を秤量検出手段にて検出し、貯留槽内から吐出される薬液の所定量を吐出量検出手段にて検出し、これら両信号を受けて制御手段で所定量吐出するまでの時間を検出し、制御手段から所定の信号例えばアラーム等の制御信号を発することができる。したがって、薬液の吐出側で所定時間内での薬液の量を管理することができるので、処理効率の向上を図ることができる。
【００７９】（２）請求項２、１１記載の発明によれば、秤量検出手段と吐出量検出手段からの信号を受ける制御手段からの制御信号に基いて開閉切換手段を制御することができるので、薬液の吐出量が適量範囲外の場合には開閉切換手段を閉じて不適量の薬液の吐出を停止することができるので、純水中に混合される薬液の濃度を管理できるので、処理効率の向上が図れ、また、薬液濃度が不十分な場合の処理を即座に回避することができ、処理に供される被処理体のダメージを少なくすることができる。したがって、上記（１）に加えて製品歩留まりの向上が図れると共に、装置及び処理の信頼性の向上が図れる。
【００８０】（３）請求項３記載の発明によれば、薬液の吐出量を調整することができるので、使用目的に応じた吐出量の薬液を使用することができる。
【００８１】（４）請求項４記載の発明によれば、薬液の吐出量を選択的に調整することができるので、上記（１）に加えて使用目的に応じた吐出量の薬液を使用することができる。
【００８２】（５）請求項５、１２記載の発明によれば、秤量検出手段と吐出量検出手段からの信号を受ける制御手段からの制御信号に基いて開閉手段を制御することができるので、薬液の吐出量が適量範囲外の場合には開閉手段を閉じて搬送用ガスの供給を停止すると共に、不適量の薬液の吐出を停止することができるので、薬液濃度が不十分な場合の処理を即座に回避することができ、処理に供される被処理体のダメージを少なくすることができる。したがって、上記（１）に加えて製品歩留まりの向上が図れると共に、装置及び処理の信頼性の向上が図れる。
【００８３】（６）請求項６記載の発明によれば、搬送用ガスの供給圧を調整することができるので、薬液の吐出量を調整することができると共に、薬液濃度を調整することができる。したがって、上記（１）に加えて処理能力の向上を図ることができる。
【００８４】（７）請求項７記載の発明によれば、搬送用ガスの供給圧を選択的に調整することができるので、薬液の吐出量を微調整することができると共に、薬液濃度を微調整することができる。したがって、上記（１）に加えて処理能力の向上を図ることができる。
【００８５】（８）請求項８記載の発明によれば、異なる種類の複数の薬液の吐出量を管理することができると共に、薬液濃度を管理することができるので、上記（１）に加えて処理効率の向上を図ることができる。
【００８６】（９）請求項９記載の発明によれば、目的に応じた薬液の使用量（吐出量）を適宜増大することができると共に、１つの秤量検出手段と吐出量検出手段で吐出量を管理することができるので、上記（１）に加えて貯留槽を構成するタンクの数に関係なく一箇所で薬液の吐出量を管理することができ、スペースの有効利用を図ることができる。

【出願人】	【識別番号】０００２１９９６７【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社
【出願日】	平成１１年１２月３日（１９９９．１２．３）
【代理人】	【識別番号】１０００９６６４４【弁理士】【氏名又は名称】中本菊彦
【公開番号】	特開２００１－１５７８３３（Ｐ２００１－１５７８３３Ａ）
【公開日】	平成１３年６月１２日（２００１．６．１２）
【出願番号】	特願平１１－３４５００４