JP2001267288A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】処理液の調合システムを備えた基板処理装置に
おいて、流下配管途中のバルブに異常が生じた場合で
も、処理液の混合比率の変化を未然に防止することがで
きる基板処理装置を提供する。 【解決手段】複数の秤量槽３００よりも低い位置には、
調合槽２００が配置され、これらを連絡するように複数
の投入配管３１０が設けられている。また、この複数の
投入配管３１０それぞれの途中部には、複数の投入用バ
ルブ３２０、光学式センサ３５０、および複数の漏洩防
止用バルブ３４０が上方から順に設けられている。そし
て、投入配管３１０内を流下する液体を光学式センサ３
５０が検出すると、流下検出信号が光検出生成部３５３
から制御装置Ｃへと伝達され、この流下検出信号に基づ
いて、制御装置Ｃは漏洩防止用バルブ３４０を閉成する
ようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ、液
晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ（プラズマディスプレ
イパネル）用ガラス基板、あるいは、磁気ディスク用の
ガラス基板やセラミック基板などの各種の被処理基板に
対して１枚ずつまたは複数枚一括して処理を施すための
基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】超ＬＳＩ（大規模集積回路）の製造工程
においては、たとえば、半導体ウエハ（以下、単に「ウ
エハ」という。）の表面を洗浄液を用いて洗浄する洗浄
処理工程や、ウエハの表面をエッチング液を用いてエッ
チングするウエットエッチング処理工程などがある。こ
れらの工程では、たとえば、スピンチャックに保持され
て回転するウエハの表面や裏面に、純水や薬液などを含
む処理液を供給するようにした基板処理装置が用いられ
る。

【０００３】このような基板処理装置においては、スピ
ンチャック等の基板保持機構に保持されたウエハ表面に
ノズルから処理液を供給することによって、ウエハが洗
浄またはエッチングされる。ノズルに供給すべき処理液
は、複数の液体が調合（混合）されたものが用いられ
る。この処理液の調合は、たとえば、複数の秤量槽のそ
れぞれに予め定められた量だけ貯留された複数の液体
を、これら複数の秤量槽よりも低い位置にある調合槽に
それぞれ流下させて調合する。

【０００４】ここで、この従来の基板処理装置のうち
の、処理液の調合システムの構成について、図５を用い
て簡単に説明する。図５において、複数の秤量槽１００
Ａ，１００Ｂ，１００Ｃがほぼ同じ高さに配置され、こ
れらの秤量槽１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ（以下、ま
とめて秤量槽１００という）は、それぞれＡ液、Ｂ液、
Ｃ液を予め定められた量だけ貯留できるようになってい
る。そして、複数の秤量槽１００よりも低い位置におい
て、調合槽２００が配置されている。また、複数の秤量
槽１００のそれぞれの底部に接続され、調合槽２００の
上方まで延びるように、複数の流下配管１１０Ａ、１１
０Ｂ、１１０Ｃ（以下、まとめて流下配管１１０とい
う）が設けられている。そして、その複数の流下配管１
１０それぞれの途中部には、複数のバルブ１２０Ａ，１
２０Ｂ，１２０Ｃ（以下、まとめてバルブ１２０とい
う）が介装されている。

【０００５】そして、秤量槽１００内には、ほぼ垂直方
向に立つオーバーフロー配管１３０Ａ，１３０Ｂ，１３
０Ｃが設けられている。ここで、秤量槽１００内に予め
液体を貯留しておく場合、貯留された液体の液面がオー
バーフロー配管１３０Ａ，１３０Ｂ，１３０Ｃ（以下、
まとめてオーバーフロー配管１３０という）の上端を超
えると、オーバーフロー配管１３０から液体が排出され
ることになり、したがって、秤量槽１００内には予め定
められた量の液体が貯留されることになる。

【０００６】これらの構成によると、上述したようなオ
ーバーフロー配管１３０の作用によって、秤量槽１００
内に予め定められた量の液体が貯留された後、バルブ１
２０が開成されると、秤量槽１００内のＡ液、Ｂ液、Ｃ
液がそれぞれ、流下配管１１０を流下して、調合槽２０
０で互いに所定の比率で混合され、要求する混合比率の
処理液が調合されることとなる。なおここで、混合比率
は、（秤量槽１００Ａ内に貯留されていたＡ液の量）：
（秤量槽１００Ｂ内に貯留されていたＢ液の量）：（秤
量槽１００Ｃ内に貯留されていたＣ液の量）に等しくな
る。

【０００７】そして、調合槽２００内で調合された処理
液が基板に供給されて、基板に対する処理が繰り返し行
われる。また、次に調合槽２００内で調合されるべき処
理液（以下、次の処理液という）の調合の準備のため、
この基板に対する処理が行われて調合槽２００内の処理
液が用いられている間にも、秤量槽１００内には、予め
定められた量の液体が貯留される。そして、調合槽２０
０内の処理液が疲労したり液量が減少したりして、その
処理液の交換時期になると、調合槽２００内の処理液が
すべて排出され、その後上述と同様に、バルブ１２０が
開成され、秤量槽１００内の液体がそれぞれ、流下配管
１１０を流下して、調合槽２００内で次の処理液が所定
の混合比率で調合される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のような基板処理装置の場合には、頻繁に開閉さ
れるバルブ１２０は、その寿命により、あるいは、バル
ブの弁座に異物が混入することにより、バルブ１２０を
閉成しているつもりでも実際には閉成しておらず、液体
が漏洩（流下）してしまうという状態に至ることがあ
る。このような状態に至ると、次の処理液の調合の準備
のために、秤量槽１００内に予め定められた量の液体を
貯留させた場合に、液体がバルブ１２０から漏洩し、そ
の漏洩した液体が、現在、調合槽２００内に貯留されて
いる処理液に混合されてしまい、その調合槽２００内の
処理液の混合比率が変化してしまうという重大な問題が
あった。さらには、バルブ１２０から液体が漏洩する
と、秤量槽１００内の液体の量が減少することになるの
で、次の処理液の混合比率も変化してしまうことにな
る。

【０００９】そこで、本発明の目的は、上述の技術的課
題を解決し、処理液の調合システムを備えた基板処理装
置において、流下配管途中のバルブに異常が生じた場合
でも、処理液の混合比率の変化を未然に防止することが
できる基板処理装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの請求項１記載の発明は、複数の異なる液体が調合さ
れた処理液を用いて基板を処理する基板処理装置におい
て、複数の異なる液体をそれぞれ予め定められた量だけ
貯留する複数の秤量槽と、これら複数の秤量槽よりも低
い位置に配置され、複数の秤量槽に貯留されていたそれ
ぞれの液体を調合して処理液として貯留する調合槽と、
一方端が複数の秤量槽の底部それぞれに接続されて、他
方端が調合槽の上方に配置され、複数の秤量槽に貯留さ
れていたそれぞれの液体が流下する複数の流下配管と、
これら複数の流下配管のそれぞれの途中部に介装され、
流下配管内の液体の流下を許可および禁止するための複
数の第１のバルブと、これら複数の第１のバルブそれぞ
れよりも低い位置において、複数の流下配管のそれぞれ
の途中部に介装され、流下配管内の液体の流下を許可お
よび禁止するための複数の第２のバルブと、複数の第１
のバルブそれぞれと複数の第２のバルブそれぞれとの間
における、複数の流下配管のそれぞれの途中部に設けら
れ、流下配管内における液体の流下をそれぞれ検出する
複数の検出機構と、を備えたことを特徴とする基板処理
装置である。

【００１１】この構成によれば、いずれか１つの上記第
１のバルブが閉成されているにもかかわらず、当該第１
のバルブが介装されている流下配管の途中部に設けられ
た検出機構が、当該流下配管内の液体の流下を検出した
場合に、当該流下配管に介装された第２のバルブを閉成
させることができる。このようにすれば、当該第１のバ
ルブに異常が生じて、当該第１のバルブから液体が漏洩
した場合でも、当該流下配管に介装された第２のバルブ
によって、液体が調合槽内に混入することを防止でき、
また、秤量槽内の液体の量が減少することもない。した
がって、第１のバルブに異常が生じた場合でも、現在、
調合槽内に貯留されている処理液、および次に調合槽内
で調合されるべき処理液の混合比率の変化を未然に防止
することができる。

【００１２】また、このため、現在、調合槽内に貯留さ
れている処理液を、継続して基板の処理に用いることが
でき、あえて基板処理装置を停止させる必要もない。さ
らには、第１のバルブに異常があった場合、その第１の
バルブの交換作業は、基板処理装置が運転されているか
停止されているかに関わらず、少なくとも調合槽内の処
理液が次に交換されるまでの間に行えばよいので、その
作業を作業者の都合のよい時期に行うことができる。

【００１３】なお、第２のバルブは、検出機構が流下配
管中の液体の流下を検出したときにのみ閉成し、通常時
は開成状態にしておくことができるので、調合槽内の処
理液の交換を行う度に開閉動作を行う第１のバルブに比
べて、一般にその寿命を延ばすことができる。

【００１４】なお、この請求項１の発明において、「検
出機構」は、流下配管中の液体の流下を光の透過量の変
化によって検出する光学式検出機構であってもよいし、
流下配管中の液体の流下を超音波の透過量の変化により
検出する超音波式検出機構であってもよい。

【００１５】また、請求項２の発明は、請求項１記載の
発明において、いずれか１つの上記第１のバルブが閉成
されているにもかかわらず、当該第１のバルブが介装さ
れている流下配管の途中部に設けられた上記検出機構
が、当該流下配管内の液体の流下を検出した場合に、当
該流下配管に介装された第２のバルブを閉成するよう制
御する制御部をさらに備えることを特徴とする基板処理
装置

【００１６】この構成によれば、当該第１のバルブに異
常が生じて、当該第１のバルブから液体が漏洩した場合
でも、当該流下配管に介装された第２のバルブによっ
て、液体が調合槽内に混入することを防止し、また、秤
量槽内の液体の量が減少して、次の処理液の混合比率が
変化することもない。したがって、第１のバルブに異常
が生じた場合でも、現在、調合槽内に貯留されている処
理液、および次に調合槽内で調合されるべき処理液の混
合比率の変化を未然に自動的に防止することができる。

【００１７】また、請求項３の発明は、請求項１または
２に記載の発明において、上記検出機構は、上記複数の
流下配管それぞれの近傍に設けられ、少なくとも流下配
管内の液体の流れ方向に幅を持つ光を流下配管に向けて
発する投光部と、流下配管を挟んで投光部に対向する位
置に設けられ、投光部から発せられて流下配管を透過し
た上記液体の流れ方向に幅を持つ光を受ける受光部と、
を有することを特徴とする基板処理装置である。

【００１８】この構成によれば、少なくとも、液体の流
れ方向（以下、液流れ方向という）に幅を持つ光を発す
る投光部と、この投光部から発せられて流下配管を透過
した上記液流れ方向に幅を持つ光を受ける受光部とを有
する光学式検出機構によって、流下配管内を流下する液
体がたとえ少量であっても、その液体の流下を早急かつ
正確に検出できる。すなわち、検出機構は、液流れ方向
に広がる範囲で液体の流下を監視しているので、受光部
での光のサンプリング間隔が比較的長かったとしても、
液流れ方向に流れ去ろうとする液体の流下を少量であっ
ても見逃さずに確実に検出することができる。また、広
い範囲で同時に液体の流下を監視しているので、その検
出結果は平均化されて安定した結果となる。

【００１９】以上のことから、流下配管内の液体の流下
が少量であっても、その液体の流下を早急かつ確実に検
出できるので、調合槽への液体の不必要な混入を確実に
防止することができ、したがって、流下配管途中の第１
のバルブに異常が生じた場合でも、現在、調合槽内に貯
留されている処理液、および次に調合槽内で調合される
べき処理液の混合比率の変化を未然に確実に防止するこ
とができる。

【００２０】なお、投光部から発せられる光が、液流れ
方向以外の方向に幅を持つ光をも含んでいてもよく、こ
のような場合には、受光部において、この投光部からの
光のうちの液流れ方向に幅を持つ光を選択して受けるよ
うにすればよい。さらに、この投光部からの光の色は何
でも良く、赤色光や緑色光であってもよく、また赤外光
であってもよい。ただし、正確に少量の液体の流下を検
出するためには、液体と同色の光を使用するのは避けた
ほうが好ましい。さらには、この投光部からの光は、Ｌ
ＥＤ光などの指向性の低い光であってもよいし、レーザ
ー光などの指向性の高い光であってもよい。

【００２１】また、「液体の流れ方向に幅を持つ光」と
は、液体の流れ方向に沿って広がる幅を持つほぼ平板状
の光（いわゆるフラットビーム）であってもよく、ま
た、所定の幅と厚みを持つほぼ断面矩形状の光やほぼ断
面楕円状の光であってもよい。すなわち、断面が点であ
るような線状の光ではなく、少なくとも、液流れ方向に
幅を持つ光であればよい。

【００２２】特に、その液体の流れ方向に幅を持つ光
が、上述したようなフラットビームである場合には、光
の厚みが薄いので、流下配管の内径が特に小さいような
場合であっても、光を流下配管の内径部分に対して無駄
なく効率的に照射することができ、液体の流下の検出精
度が向上する。

【００２３】なおここで、「液体」とは、基板を処理す
るための液体であればなんでもよく、たとえば、基板の
表面を洗浄あるいはエッチング処理するための純水、ま
たはフッ酸、硫酸、塩酸、硝酸、酢酸、燐酸、クエン
酸、アンモニア、または過酸化水素水などを含む溶液な
ど、のうちのいずれの液体であってもよい。そして、
「処理液」とは、これらの液体のうちの少なくとも２つ
以上を混合させたものであれば何でもよく、たとえば、
フッ酸および純水が調合された混合液、アンモニア、過
酸化水素水、および純水が調合された混合液、塩酸、過
酸化水素水、および純水が調合された混合液、および、
硝酸、酢酸、および燐酸が調合された混合液などが挙げ
られる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下では、本発明の実施の形態
を、添付図面を参照して詳細に説明する。

【００２５】図１は、この発明の一実施形態に係る基板
処理装置の構成を示す概略図である。この基板処理装置
では、スピンチャックＳＣに保持されて回転するウエハ
ＷにノズルＮから、たとえばアンモニアと過酸化水素と
純水とが調合されてできた処理液を供給することによっ
て、ウエハＷ表面に洗浄処理やエッチング処理が施され
る。ノズルＮに供給すべき処理液は、調合槽１０から処
理液供給配管２０を介して導かれる。処理液の圧送のた
めに、処理液供給配管２０にはベローズポンプ３０が介
装されている。さらに、処理液供給配管２０には、処理
液の流量を計測する流量計２１、処理液中の異物を除去
するためのフィルタ２２、処理液の流量を調整するため
の流量調整弁２３、および処理液の供給を開始／停止す
るためのエア弁２４が介装されている。そして、エア弁
２４とノズルＮとの間には、処理液供給配管２０を通る
処理液の圧力を検出するための圧力センサ２５が設けら
れている。この圧力センサ２５の出力を監視することに
より、エア弁２４による処理液供給の開始／停止の状況
をモニタすることができる。

【００２６】処理液供給配管２０において、フィルタ２
２と流量調整弁２３との間（すなわち、ベローズポンプ
３０とノズルＮとの間）の位置からは、エア弁２４が閉
成状態であるときに、処理液を調合槽１０に帰還させる
ための循環用配管４０が分岐している。この循環用配管
４０の途中部には、エア弁２４が開成状態のときに閉成
状態に制御され、エア弁２４が閉成状態のときには開成
状態に制御されるエア弁４１が介装されている。循環用
配管４０にはまた、調合槽１０に帰還される処理液の流
量を調整するための流量調整弁４２が介装されている。

【００２７】また、ベローズポンプ３０と流量計２１と
の間の処理液供給配管２０には、処理液の温度を一定に
保持するための温度調整手段としての熱交換器２６が付
属している。ここで、ベローズポンプ３０は継続して運
転されており、そのため、エア弁２４が閉成されて処理
液をノズルＮから吐出しないときには、エア弁４１が開
成されて上記の循環用配管４０を介して調合槽１０に処
理液が帰還される。これにより、処理液をノズルＮから
吐出しないときには、処理液を熱交換器２６を通って循
環させることができ、調合槽１０から処理液供給配管２
０と循環用配管４０との接続部分に至るまでの処理液供
給配管２０内において、処理液の温度を最適値に保持す
ることができる。また、調合槽１０内の処理液の交換時
期になると、調合槽１０内の処理液が排出され、処理液
の調合システム５０からの複数の液体（この実施形態に
おいては、たとえば、アンモニア、過酸化水素、および
純水）が調合槽１０内に投入され調合されるようになっ
ている。

【００２８】ここで、この処理液の調合システム５０の
構成について、図２を用いて詳しく説明する。この図２
において、たとえばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチ
レン）製の複数の秤量槽３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ
がほぼ同じ高さに配置され、これらの秤量槽３００Ａ，
３００Ｂ，３００Ｃ（以下、まとめて秤量槽３００とい
う）は、それぞれ順にアンモニア、過酸化水素、および
純水を予め定められた量（たとえば、その貯留量の比率
は、順に１：２：７）だけ貯留できるようになってい
る。そして、複数の秤量槽３００よりも低い位置におい
て、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）製の調合
槽２００が配置されている。また、秤量槽３００内に
は、ほぼ垂直方向に立つオーバーフロー配管３３０Ａ，
３３０Ｂ，３３０Ｃ（以下、まとめてオーバーフロー配
管３３０という）が設けられ、秤量槽３００内には予め
定められた量の液体が貯留されるようになっている。

【００２９】そして、複数の秤量槽３００のそれぞれと
調合槽１０とを連絡するように、すなわち、複数の秤量
槽３００のそれぞれの底部に接続されて調合槽１０の上
方まで延びるように、たとえばＰＦＡ（テトラフルオロ
エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合
体）製の複数の投入配管３１０Ａ、３１０Ｂ、３１０Ｃ
（以下、まとめて投入配管３１０という）が設けられて
いる。また、この複数の投入配管３１０それぞれの途中
部には、複数の投入用バルブ３２０Ａ，３２０Ｂ，３２
０Ｃ（以下、まとめて投入用バルブ３２０という）が介
装され、また、これら複数の投入用バルブ３２０のそれ
ぞれよりも低い位置において、複数の投入配管３１０そ
れぞれの途中部には、複数の漏洩防止用バルブ３４０
Ａ，３４０Ｂ，３４０Ｃ（以下、まとめて漏洩防止用バ
ルブ３４０という）が介装されている。

【００３０】さらに、複数の投入用バルブ３２０それぞ
れと複数の漏洩防止用バルブ３４０それぞれとの間にお
ける、複数の投入配管３１０それぞれの途中部には、図
２に示すように、投入配管３１０内それぞれの液体の流
下を検出する光学式センサ３５０Ａ，３５０Ｂ，３５０
Ｃ（以下、まとめて光学式センサ３５０という）が設け
られている。

【００３１】また、投入配管３１０の少なくとも光学式
センサ３５０が取付けられる部分は、光学式センサ３５
０からの光を透過可能なように、透明（無色透明または
有色透明）となっている。ちなみに、投入配管３１０の
内径は、たとえば６ｍｍ程度

【倉田様：ご確認下さい】であり、比較的細い（小さ
い）ものである。

【００３２】ここで、この光学式センサ３５０の構成に
ついて、図３の斜視図を用いて簡単に説明する。この光
学式センサ３５０は、投入配管３１０の近傍に設けら
れ、投入配管３１０に向けてこの投入配管３１０内の液
体の流れ方向Ｆ（以下、液流れ方向Ｆという）に広がる
幅を持つほぼ平板状の光Ｌを発する投光部３５１と、投
入配管３１０を挟んで投光部３５１に対向する位置に設
けられ、投光部３５１から発せられて投入配管３１０を
透過したほぼ平板状の光Ｌを受ける受光部３５２と、投
光部３５１から発せられる光Ｌを生成したり、受光部３
５２で受けられる光Ｌの量をサンプリングしたりする光
生成検出部３５３と備えている。また、この光学式セン
サ３５０には、光生成検出部３５３と投光部３５１とを
接続する光ファイバ３５１ｆと、光生成検出部３５３と
受光部３５２とを接続する光ファイバ３５２ｆとが設け
られている。なお、投入配管３１０は、この実施形態に
おいては、ほぼ垂直に設置されており、また、液流れ方
向Ｆは、この投入配管３１０中において上から下へと向
かう方向となっている。

【００３３】ここで、投光部３５１は、ほぼ長方形板状
の部材からなっており、この投光部３５１の投入配管３
１０に対向する面には、このほぼ平板状の光Ｌを発射す
るスリット状の投光窓３５１ａが設けられている。ま
た、この投光部３５１の内部には、入光された光を分散
して屈曲させて広い幅を持つほぼ平板状の光Ｌに変換す
るプリズムおよび反射鏡（図示せず）が設けられてい
る。

【００３４】そして、受光部３５２は、ほぼ長方形板状
の部材からなっており、この受光部３５２の投入配管３
１０に対向する面には、光Ｌを受けるスリット状の受光
窓５２ａが設けられている。また、この受光部３５２の
内部には、この受光窓３５２ａで受けた光Ｌを集光して
屈曲させるプリズムおよび反射鏡（図示せず）が設けら
れている。

【００３５】これらの構成により、投光部３５１は、ほ
ぼ平板状の光Ｌを発することができ、受光部３５２は、
投光部３５１から発せられて投入配管３１０を透過した
ほぼ平板状の光Ｌを受けることができるようになってい
る。なお、投光部３５１から発せられる光Ｌは、たとえ
ば、比較的波長の長い赤色を呈している。

【００３６】一方、投光部３５１および受光部３５２の
投入配管３１０への取付けは、取付けベース５４と取付
けプレート５５との間に、投入配管３１０、投光部３５
１、および受光部３５２を挟持することによって達成さ
れ、たとえば、この挟持は、以下のようにして達成され
る。

【００３７】まず、投光部３５１および受光部３５２
を、それぞれ取付けベース５４の同一平面上の取付け面
５４ａ，５４ｂに各々２本ずつの取付けネジ（図示せ
ず）によって取付ける。なお、このとき、この各々２本
ずつ（計４本）の取付けネジは、投光部３５１および受
光部３５２の取付け穴Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４に挿通さ
れた上で、それぞれ、取付けベース５４に形成されたメ
ネジｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４にねじ込まれる。次に、投
入配管３１０を、取付けベース５４の丸溝５４ｃに嵌め
合わせるとともに、取付けプレート５５の丸溝５５ａに
嵌め合わせた状態で、取付けプレート５５を取付けベー
ス５４に４本の取付けネジ（図示せず）によって取付け
る。なお、このとき、この４本の取付けネジは、取付け
プレート５５の取付け穴Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４に挿通
された上で、それぞれ、取付けベース５４に形成された
メネジｎ１，ｎ２，ｎ３，ｎ４にねじ込まれる。また、
このとき、投入配管３１０は取付けベース５４と取付け
プレート５５とに挟まれて、その直径方向に若干押し潰
された状態で挟持されるようになっている。

【００３８】このようにして投光部３５１および受光部
３５２を投入配管３１０へ取付けることで、ほぼ平板状
の光Ｌは、投入配管３１０内の液流れ方向Ｆに沿って広
がる幅を持つ光、言い換えれば、投入配管３１０の長さ
方向に沿って広がる幅を持つ光となっている。また、こ
の取り付けにより、平板状の光Ｌは投入配管３１０の中
心軸Ｏを通過するようにされており、投入配管３１０内
の液流れ方向Ｆに直行する方向において、液体の流下の
捕捉範囲をできるだけ大きくする工夫がなされている。
ただし、必ずしも、平板状の光Ｌがこの中心軸Ｏを通過
する必要は無く、投入配管３１０の内径の範囲内を通過
するようにすればよい。。

【００３９】ここで、光生成検出部３５３は、光を生成
して光ファイバ３５１ｆを経由させて投光部３５１へ送
り出す機能と、受光部３５２で受けられて光ファイバ３
５２ｆを経由してきた光量（以下、受光量という）をサ
ンプリングする機能とを有している。これにより、光生
成検出部３５３で生成された光は、光ファイバ３５１ｆ
経由で投光部３５１に到達し、投光部３５１の投光窓３
５１ａからの光Ｌとなって投入配管３１０に向けて発せ
られる。また、投光部３５１の投光窓３５１ａから発せ
られて投入配管３１０を通過した光Ｌは、受光部３５２
の受光窓３５２ａで受けられ、光ファイバ３５２ｆ経由
で光生成検出部３５３に到達してその受光量が所定のサ
ンプリング間隔でサンプリングされるようになってい
る。

【００４０】ここで、この光生成検出部３５３でサンプ
リングされる受光量は、投入配管３１０内に液体が流下
すると減少する。これは、流下する液体が、投光部３５
１の投光窓３５１ａから発せられた光Ｌを受光部３５２
の受光窓３５２ａに向かう方向と異なる方向に屈折させ
散乱させるため、受光部３５２の受光窓３５２ａに到達
する光Ｌの光量を減少させるからである。すなわち、液
体の流下がない場合には、受光量は、投光部３５１から
発せられる光量（以下、発光量という）にほぼ等しい状
態となって、大きな値を示し、また、液体の流下がある
場合には、受光量は、減少して、小さい値を示す。

【００４１】また、光生成検出部３５３内にはさらに検
出回路（図示せず）が設けられており、この検出回路
は、受光部３５２で受けられて光生成検出部３５３でサ
ンプリングされた受光量に基づいて、液体の流下有りの
検出信号（以下、流下検出信号という）を制御装置Ｃに
出力する。なお、この検出回路は、たとえば、発光量に
対する受光量の比率や、これら発光量と受光量との差に
基づいて、流下検出信号を制御装置Ｃに出力するもので
もよい。

【００４２】以上に説明した構成により、秤量槽３００
内に予め定められた量の液体が貯留された後、投入用バ
ルブ３２０が開成されると、秤量槽３００内のアンモニ
ア、過酸化水素、および純水がそれぞれ、投入配管３１
０を流下して、調合槽１０で互いに所定の比率で混合さ
れ、要求する混合比率（たとえば、この実施形態におい
ては１：２：７）の処理液が調合される。そして、上述
したように、調合槽１０内の処理液がノズルＮからスピ
ンチャックＳＣ上の基板に供給されて基板に対する処理
が行われる。また、次の処理液の調合の準備のため、こ
の基板に対する処理が行われて調合槽１０内の処理液が
用いられている間にも、秤量槽３００内には、予め定め
られた量の液体が貯留される。そして、調合槽１０内の
処理液の交換時期になると、調合槽１０内の処理液がす
べて排出され、その後上述と同様に、投入用バルブ３２
０が開成され、秤量槽３００内の液体がそれぞれ、投入
配管３１０を流下して、調合槽１０で次の処理液が所定
の上記混合比率で調合される。なお、漏洩防止用バルブ
３４０は、このような通常状態では常時開成された状態
となっている。

【００４３】ここで、処理液の交換のたびに頻繁に開閉
される投入用バルブ３２０は、その寿命（主にバルブの
弁座の磨耗）により、あるいは、バルブの弁座に異物が
混入することにより、バルブ３２０から液体が漏洩（流
下）してしまうことがある。この場合には、投入用バル
ブ３２０が閉成されているにもかかわらず、投入配管３
１０内を流下する液体を光学式センサ３５０が検出する
ことにより、流下検出信号が光検出生成部３５３から制
御装置Ｃへと伝達され、この流下検出信号に基づいて、
制御装置Ｃは漏洩防止用バルブ３４０を閉成する。たと
えば、投入配管３１０Ａにおいて、投入用バルブ３２０
Ａが閉成されているにもかかわらず、光学式センサ３５
０Ａが投入配管３１０Ａ内における液体の流下を検出す
ると、流下検出信号が光検出生成部３５３から制御装置
Ｃへと伝達され、制御装置Ｃは漏洩防止用バルブ３４０
Ａを閉成する。

【００４４】これらの構成により、投入用バルブ３２０
の寿命やその弁座への異物の混入が原因で、投入用バル
ブ３２０から液体が漏洩したとしても、その漏洩した液
体が、基板の処理に用いられている調合槽２０内の処理
液に混合されることがなく、したがって、その調合槽２
０内の処理液の混合比率が変化してしまうことがない。
さらには、秤量槽１００内の液体の量が減少することも
ないので、次の基板の処理に用いられるべき処理液の混
合比率も変化してしまうことがない。

【００４５】ではここで、光生成検出部３５３や制御装
置Ｃでの制御動作について詳しく説明する。たとえば、
光生成検出部３５３は、図４（ａ）のフローチャートに
示すような制御を行い、制御装置Ｃは、図４（ｂ）のフ
ローチャートに示すような制御を行う。すなわち、光生
成検出部３５３は、通常、光ファイバ３５２ｆ経由で受
けた受光量をサンプリングし（ステップＳ１）、受光量
が所定の基準値（以下、閾値という）以下かどうかを判
断する（ステップＳ２）。そして、受光量が閾値を超え
ている場合には、所定のサンプリング間隔時間の経過後
に再度、ステップＳ１を実行して受光量のサンプリング
を行い、受光量が閾値以下である場合には、液体の流下
ありとして、制御装置Ｃへ液体の流下検出信号を送る
（ステップ３）。

【００４６】一方、制御装置Ｃは、投入用バルブ３２０
が閉成されているかどうかを判断し（ステップＴ１）、
そして、投入用バルブ３２０が閉成されている場合にの
み、光生成検出部３５３から流下検出信号が送られてき
たかどうかを判断し（ステップＴ２）、流下検出信号が
送られてきていない場合には、ステップＴ１を再度実行
して投入用バルブ３２０が閉成されているかどうかの判
断を継続して実行するが、流下検出信号が送られてきた
場合には、漏洩防止用バルブ３４０（通常は開成状態）
を閉成するとともに、たとえば、警報を発して基板処理
装置周辺の作業者に異常を報知する（ステップＴ３）。

【００４７】なおここで、ステップＴ３において漏洩防
止用バルブ３４０が閉成された後は、調合槽２０内の処
理液の混合比率は変化しないため、異常の警報が報知さ
れた場合であっても、あえて基板処理装置を停止させる
必要がない。そして、異常のあった投入用バルブ３２０
の交換作業は、基板処理装置が運転されているか停止さ
れているかに関わらず、少なくとも調合槽２０内の処理
液が次に交換されるまでの間に行えばよい。たとえば、
異常警報が報知された直後の時期、次に処理液を交換す
る直前の時期、あるいは、基板の処理ロットの切れ目の
時期などに行えばよい。このため、投入用バルブ３２０
の交換を作業者の都合のよい時期に行うことができる。

【００４８】また、光生成検出部３５３にはまた、受光
量の閾値を調整するためのボリューム（図示せず）や、
受光量やその閾値などを表示させることのできる表示部
（図示せず）などが備えられており、作業者が表示部を
見ながらボリュームを操作することで、受光量の閾値を
所望の値に調整することができるようになっている。ま
た、表示部に表示される受光量やその閾値は、たとえ
ば、光生成検出部３５３の検出回路での受光量サンプリ
ングの分解能を１としたときの相対受光量で示される。

【００４９】ここで、上述した光生成検出部３５３は、
一般にはセンサアンプと呼ばれており、実際には、光生
成検出部３５３内部にある発光素子が、この発光素子に
供給された電気エネルギー（電圧または電流）を光エネ
ルギーに変換して光を生成し、また、光生成検出部３５
３内部にある受光素子が、受けた光の光エネルギーを電
気エネルギー（電圧または電流）に変換して、この電圧
値または電流値を読み取ってサンプリングしている。し
たがって、この光生成検出部３５３において実際にサン
プリングされる受光量は電圧値または電流値として認識
されている。

【００５０】またここで、上述したような、調合槽１０
内の処理液の交換に関して、前回の処理液の交換時期か
ら一定の期間が経過した時、または一定の基板の処理枚
数が処理された時を交換時期として、投入用バルブ３２
０を開成して調合槽１０内に複数の液体を投入してもよ
いし、あるいは、常に調合槽１０内の処理液の濃度を濃
度センサ等で管理し、その処理液の濃度が低下した時を
交換時期として、自動的に投入用バルブ３２０を開成し
て、調合槽１０内に複数の液体を投入してもよい。

【００５１】以上のような一実施形態によると、投入用
バルブ３２０の下流側には、光学式センサ３５０および
漏洩防止用バルブ３４０が順に設けられている。このた
め、投入用バルブ３２０に異常が生じて、投入用バルブ
３２０から液体が漏洩した場合でも、投入配管３１０に
介装された漏洩防止用バルブ３４０によって、液体が調
合槽１０内に混入することを防止でき、また、秤量槽３
００内の液体の量が減少して、次の処理液の混合比率が
変化することもない。したがって、投入用バルブ３２０
に異常が生じた場合でも、現在、調合槽内に貯留されて
いる処理液、および次の処理液の混合比率の変化を未然
に防止することができる。また、このため、現在、調合
槽２０内に貯留されている処理液を、継続してウエハＷ
の処理に用いることができ、あえて基板処理装置を停止
させる必要もない。

【００５２】また、この一実施形態によると、投光部３
５１から発せられて投入配管３１０を透過して受光部３
５２で受けられたほぼ平板状の光Ｌは、投入配管３１０
内の液流れ方向Ｆに幅を持っている。このため、液流れ
方向Ｆに広がる範囲で液体の流下を監視しているので、
光生成検出部３５３の検出回路での受光量のサンプリン
グ間隔が比較的長かったとしても、液流れ方向Ｆに流れ
去ろうとする少量の液体の流下をも見逃さずに確実に検
出することができる。また、広い範囲で同時に多くの液
体の流下を監視しているので、その検出結果は平均化さ
れて安定した結果となる。このようにして液体の流下を
確実に検出すれば、投入配管３１０途中の投入用バルブ
３２０に異常が生じた場合でも、処理液の混合比率の変
化を未然に防止することができる。

【００５３】以上、この発明のいくつかの実施形態につ
いて説明してきたが、この発明は他の実施形態をとるこ
ともできる。たとえば、上述の一実施形態においては、
光学式センサ３５０の投光部３５１から発せられて投入
配管３１０を透過し、受光部３５２で受けられる光Ｌ
は、液流れ方向に沿って広がる幅を持つほぼ平板状の光
としているが、液流れ方向に幅を持つ光であれば何でも
よい。たとえば、一実施形態のようなほぼ平板状のフラ
ットビームに限らず、所定の幅と厚みを持つ断面矩形状
の光であってもよく、また、ほぼ断面楕円状の光であっ
てもよい。なお、本明細書において、「光の断面」と
は、光の進行方向に対して直交する平面でその光を切断
したときの切断面をいう。ちなみに、上記ほぼ平板状の
光の断面は所定太さの線分となる。

【００５４】ここで、投光部３５１から投入配管３１０
に向けて発せられて投入配管３１０を透過し、受光部３
５２で受けられる光は、液流れ方向において、より広い
範囲で液体の流下を捕捉できることから、処理液の流れ
方向の幅が処理液の流れ方向に直交する方向の幅よりも
長い断面を持つ光であるのが好ましい。たとえば、一実
施形態で示したような液流れ方向に沿って広がる幅を持
つフラットビームの他、長手方向が液流れ方向にほぼ一
致する断面矩形状の光や、長径方向が液流れ方向にほぼ
一致する断面楕円状の光などが好ましい。ただし、投入
配管３１０等の配管の内径が小さい場合には、光が流下
配管２０の内径部分に対して無駄なく効率的に照射され
るように、一実施形態のようなほぼ平板状のフラットビ
ームを適用するのが最も好ましい。さらには、以上のよ
うな光学式センサを液流れ方向に沿って複数個設けても
よく、この場合、さらに広い範囲で液体の流下を捕捉で
き、少量の液体の流下の検出精度が向上する。

【００５５】また、上述の一実施形態においては、投光
部３５１から発せられて投入配管３１０を透過し、受光
部３５２で受けられる光Ｌは、ほぼ平板状の光のみで構
成されているが、これに限るものではない。たとえば、
その光が、液流れ方向に幅を持つ光Ｌ以外の光をも含ん
でいるようなもの、たとえば、投入配管３１０以外の部
分をも覆うように広範囲にわたって発せられるほぼ断面
円形状の光であってもよい。このような場合であって
も、受光部３５２において、この投光部３５１からの光
のうちの液流れ方向に幅を持つ光Ｌを選択して受け取れ
ば、一実施形態と同様の効果を奏することができる。な
お、具体的には、受光部３５２の受光窓５２aを、液流
れ方向に長い幅を持つ開口、たとえば、一実施形態に示
したようなスリット状の開口としていれば、投光部３５
１の投光窓３５１ａの開口形状は何でもよい。

【００５６】さらに、上述の一実施形態においては、光
学式センサ３５０の投光部３５１から発せられる光Ｌは
赤色としているが、何色であっても良く、たとえば緑色
光や赤外光であってもよい。ここで、光Ｌの色は液体の
色と同じ色を避けたほうが少量の液体の流下の検出精度
の面から好ましい。ただし、波長の長い赤色光や赤外光
の方がより光の減衰率が小さく、少量の液体の流下の検
出精度の面で有利であるので、処理液が赤色以外の場合
には、光Ｌの色を赤色とするのが好ましい。また、投光
部３５１から発せられる光は、ＬＥＤ光などの指向性の
低い光であってもよいし、レーザー光などの指向性の高
い光であってもよい。

【００５７】また、上述の一実施形態においては、液体
の流下を検出するのは、投入配管３１０中の液体の流下
を光の透過量の変化によって検出する光学式センサ３５
０であったが、たとえば、投入配管３１０中の液体の流
下を超音波の透過量の変化により検出するような超音波
式センサであってもよい。

【００５８】さらに、上述の一実施形態においては、投
入配管３１０はほぼ垂直に設置されており、液流れ方向
Ｆは、この投入配管３１０中において処理液が上から下
への鉛直方向に向かっているが、これに限るものではな
い。たとえば、投入配管３１０は、その一部がほぼ水平
に設置されたり、その一部または全部が傾斜されて設置
されてもよい。ただし、これらのような場合には、液体
の流下は、投入配管３１０の内部において下方向に偏っ
てしまう。このため、液体の流下の検出精度の面から、
光学式センサ３５０のほぼ平板状の光Ｌを、投入配管３
１０内においてその中心軸Ｏよりも下部を通過させるの
が好ましい。

【００５９】また特に、投入配管３１０の一部のみがほ
ぼ水平または傾斜状態で設置されている場合には、この
水平または傾斜状態となっている投入配管３１０の部分
（以下、水平／傾斜部分という）に光学式センサ３５０
を設けるのが液体の流下の検出精度の面から考えてより
好ましい。なぜなら、この投入配管３１０の水平／傾斜
部分においては、液体の流下する経路が投入配管３１０
内の下方部分において一定となり、かつ、液体の流下が
比較的遅く（緩やかに）なるので、光学式センサ３５０
がその流下を検出し易くなるためである。

【００６０】また、上述の一実施形態においては、ベロ
ーズポンプ３０を継続して運転させ、ノズルＮから処理
液を吐出しないときには、循環用配管４０を介して調合
槽１０に処理液を帰還させるようにしているが、処理液
の温度制御が重要でない場合には、循環用配管４０を設
ける必要はない。ただし、この場合には、エア弁２４を
閉じて処理液の供給を停止する際に、ベローズポンプ３
０も同時に停止させることが好ましい。

【００６１】さらに、上述の一実施形態においては、基
板処理装置が、基板を洗浄またはエッチングするための
装置であって、液体としてはアンモニア、過酸化水素、
および純水を用いているが、その他、硫酸、塩酸、硝
酸、酢酸、燐酸、クエン酸、アンモニア、または過酸化
水素水などの液体のうちのいずれであってもよい。ま
た、処理液としては、これらの液体のうちの任意の複数
の液体を含む混合液であってもよい。たとえば、フッ酸
および純水が、それぞれ１：１００の混合比率で調合さ
れた処理液であってもよいし、塩酸、過酸化水素水、お
よび純水が、それぞれ１：２：７の混合比率で調合され
た処理液であってもよいし、硝酸、酢酸、および燐酸
が、それぞれ１：２：７の混合比率で調合された処理液
であってもよい。

【００６２】またこれに関連して、上述の一実施形態に
おいては、秤量槽３００は３つの槽３００Ａ，３００
Ｂ，３００Ｃから構成されているが、この秤量槽の数は
調合される液体の種類によって適宜変更されるものであ
り、その数は、２つであってもよいし、４つ以上であっ
てもよく、すなわち、秤量槽の数は２つ以上の数（複
数）であればよい。

【００６３】さらに、上述の一実施形態においては、ウ
エハを枚葉で処理するための装置に本発明が適用された
例について説明したが、この発明は、液晶表示装置用ガ
ラス基板、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）用ガ
ラス基板、あるいは、磁気ディスク用のガラス基板やセ
ラミック基板のような他の被処理基板を処理するための
装置に対しても広く適用することができ、また、複数枚
の被処理基板を一括して処理液槽などに浸漬させて処理
するためのいわゆるバッチ式の基板処理装置に対しても
広く適用することができる。

【００６４】その他、特許請求の範囲に記載された範囲
で種々の変更を施すことが可能である。

【００６５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項１に
係る発明の基板処理装置によると、第１のバルブに異常
が生じた場合でも、現在、調合槽内に貯留されている処
理液、および次に調合槽内で調合されるべき処理液の混
合比率の変化を未然に防止することができるという効果
を奏する。このため、現在、調合槽内に貯留されている
処理液を継続して基板の処理に用いることができるの
で、あえて基板処理装置を停止させる必要もなく、ま
た、第１のバルブの交換作業を作業者にとって都合のよ
い時期に行うことができる。

【００６６】また、請求項２に係る発明の基板処理装置
によると、第１のバルブに異常が生じた場合でも、現
在、調合槽内に貯留されている処理液、および次に調合
槽内で調合されるべき処理液の混合比率の変化を未然に
自動的に防止することができるという効果を奏する。

【００６７】また、請求項３に係る発明の基板処理装置
によると、流下配管内を流下する液体がたとえ少量であ
っても、その液体の流下を早急かつ正確に検出できると
いう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係る基板処理装置の構
成を示す概略図である。

【図２】この発明の一実施形態に係る処理液の調合シス
テムの構成の概略図である。

【図３】この発明の一実施形態に係る光学式センサの構
成を簡略的に示す斜視図である。

【図４】この発明の一実施形態に係る光生成検出部およ
び制御部での制御動作を説明するためのフローチャート
である。

【図５】従来の処理液の調合システムの構成の概略図で
ある。

【符号の説明】

１０ 調合槽 ５０ 処理液の調合システム ３００ 秤量槽 ３１０ 投入配管（流下配管） ３２０ 投入用バルブ（第１のバルブ） ３４０ 漏洩防止用バルブ（第２のバルブ） ３５０ 光学式センサ（検出機構） ３５１ 投光部 ３５２ 受光部 ３５３ 光生成検出部 Ｃ 制御装置（制御部） Ｆ 液流れ方向（液体の流れ方向） Ｌ 光 ＳＣ スピンチャック Ｗ ウエハ（基板）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の異なる液体が調合された処理液を用
   いて基板を処理する基板処理装置において、 複数の異なる液体をそれぞれ予め定められた量だけ貯留
   する複数の秤量槽と、 これら複数の秤量槽よりも低い位置に配置され、複数の
   秤量槽に貯留されていたそれぞれの液体を調合して処理
   液として貯留する調合槽と、 一方端が複数の秤量槽の底部それぞれに接続されて、他
   方端が調合槽の上方に配置され、複数の秤量槽に貯留さ
   れていたそれぞれの液体が流下する複数の流下配管と、 これら複数の流下配管のそれぞれの途中部に介装され、
   流下配管内の液体の流下を許可および禁止するための複
   数の第１のバルブと、 これら複数の第１のバルブそれぞれよりも低い位置にお
   いて、複数の流下配管のそれぞれの途中部に介装され、
   流下配管内の液体の流下を許可および禁止するための複
   数の第２のバルブと、 複数の第１のバルブそれぞれと複数の第２のバルブそれ
   ぞれとの間における、複数の流下配管のそれぞれの途中
   部に設けられ、流下配管内における液体の流下をそれぞ
   れ検出する複数の検出機構と、を備えたことを特徴とす
   る基板処理装置。
2. 【請求項２】いずれか１つの上記第１のバルブが閉成さ
   れているにもかかわらず、当該第１のバルブが介装され
   ている流下配管の途中部に設けられた上記検出機構が、
   当該流下配管内の液体の流下を検出した場合に、当該流
   下配管に介装された第２のバルブを閉成するよう制御す
   る制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記
   載の基板処理装置。
3. 【請求項３】上記検出機構は、 上記複数の流下配管それぞれの近傍に設けられ、少なく
   とも流下配管内の液体の流れ方向に幅を持つ光を流下配
   管に向けて発する投光部と、流下配管を挟んで投光部に
   対向する位置に設けられ、投光部から発せられて流下配
   管を透過した上記液体の流れ方向に幅を持つ光を受ける
   受光部と、を有することを特徴とする請求項１または２
   に記載の基板処理装置。